Translate PaperComunicación cortaEfecto de diferentes concentraciones de Ácido Indolacético (AIA) en el enraizamiento in vitro de Dahlia sp
Liudmila Jiménez-Mariña [1] [*]
Aida García-Alcántara [1]
Sucel Infante-Fonseca [1]
Joel Vázquez-Rodríguez [1]
[*] Autor para correspondencia. ljimenez@dimitrov.cu
RESUMENEn el presente trabajo se estudió diferentes concentraciones de ácido indolacético (AIA) y su efecto sobre el enraizamiento in vitro de Dahlia sp. explantes nodales, provenientes de plántulas obtenidas in vitro,
se cultivaron en un medio de cultivo Murashige y Skoog (MS), modificado
en estado semisólido, suplementado con 0; 0,1; 0,5; y 1 mg L-1
de ácido indolacético (AIA). Las variables evaluadas fueron: aparición
de la raíz, número de raíces/brote, longitud de la raíz y plántulas
enraizadas. A los 30 días se observó, en la concentración de 0,5 mg L-1,
un mayor número de raíces (3,9), longitud (3,76 cm) y explantes
enraizados (87,5 %). Los resultados demuestran que el AIA influyó en el
enraizamiento in vitro de segmentos nodales de Dahlia sp.
INTRODUCCIÓNLa
micropropagación es una alternativa atractiva para la multiplicación
masiva de cultivares, al incrementar los coeficientes de multiplicación y
la obtención de material vegetal, ya que permite obtener plantas libres
de enfermedades 1. Además, favorece la
propagación comercial a gran escala y la rápida introducción al mercado
de especies y variedades de plantas de gran valor ornamental 2.
El
género Dahlia está formado por 35 especies, todas nativas de México, de
las cuales sólo cuatro constituyen la base genética. Dicha flor de
corte posee características muy particulares que la colocan en el
extranjero como una de las flores más bellas y es la única planta que
cuenta con el mayor número de variedades entre todas las especies
vegetales 3-6.
Las técnicas de cultivo in vitro
en dalia son herramientas importantes para la conservación de
germoplasma, el mejoramiento genético y la producción de semillas. Si
bien es cierto que se logran avances importantes en esta materia 7,8, existen pocos estudios específicos relacionados con la propagación in vitro.
Los
reguladores de crecimiento en los medios de cultivo permiten
direccionar la morfogénesis de los tejidos y modificar las respuestas
fisiológicas en condiciones in vitro. Dentro de estos compuestos
se encuentran las auxinas, cuyos efectos están relacionados con la
dominancia apical y con la inducción de los procesos rizogénicos en las
plantas y promueven el crecimiento por medio de los mecanismos de
elongación celular. Las auxinas más empleadas son el ácido indolacético
(AIA), ácido indolbutírico (AIB) y ácido naftalenacético (ANA) 9.
Se
ha establecido que el AIA tiene un efecto importante al promover una
mayor longitud de brotes y raíces. La función es inducir el crecimiento,
por medio de una rápida estimulación de síntesis de los componentes de
la pared celular de células en crecimiento 10.
Varios estudios indican una correlación positiva entre niveles
endógenos de AIA en plántulas y el número de raíces adventicias
producidas por plántula 11,12.
Lo antes expuesto motivó a determinar diferentes concentraciones de AIA y su efecto en el enraizamiento in vitro de segmentos nodales de Dahlia sp.
MATERIALES Y MÉTODOSLa
investigación se desarrolló en el Laboratorio de Biotecnología Vegetal,
del Instituto de Investigaciones Agropecuarias ¨Jorge Dimitrov¨,
Bayamo, Granma, durante el periodo comprendido entre septiembre a
diciembre de 2015.
Material vegetalEl material vegetal utilizado para el enraizamiento fueron segmentos nodales de Dahlia sp con un tamaño de 1,5 cm previamente cultivados en medio de sales MS, 100 mg L-1 mio-inositol, tiamina 1 mg L-1, 1 mg L-1 de ácido giberélico, 7 g de Agar E, 30 g L-1 de sacarosa procedentes de la fase de multiplicación, la cual se completó a los dos meses de iniciado este subcultivo.
Condiciones de cultivoPara el enraizamiento in vitro se empleó el medio de cultivo semisólido, compuesto por las sales propuestas por Murashige y Skoog (MS) 13, a la mitad de concentración de sales (50 %), micronutrientes completos, 100 mg L-1 mio-inositol, tiamina 1 mg L-1, Agar E y 30 g L-1 de sacarosa. Los tratamientos consistieron en diferentes concentraciones de AIA, como se muestra a continuación en la Tabla 1.
El pH de las soluciones de los medios de cultivos se ajustó a 5,7 antes de su esterilización.
Se
utilizaron frascos de vidrio con un diámetro de 5 cm, y una altura de 8
cm, con una capacidad de 250 mL de volumen, aproximadamente, en los
cuales se dispensaron 25 mL del medio elaborado. Posteriormente, fueron
esterilizados en autoclave vertical durante 20 minutos a 1,2 kgf cm. Se
utilizaron cinco explantes por frasco y 50 por tratamiento.
Los
explantes se colocaron en una cámara de crecimiento con luz solar a una
temperatura de 26±2 ºC y con una densidad de flujo de fotones
fotosintéticos (DFFF) con un promedio de 45 umol m-2 S-1.
Los indicadores por evaluar a los 30 días de cultivo fueron:
Aparición
de raíz (días): se registró al inicio y culminación de la aparición de
las raíces, mediante observación visual, para determinar porciento.
Número de raíces/brote: mediante el conteo de las mismas en cada brote.
Porcentaje de plántulas enraizadas: se calculó a partir del número de brotes enraizados del total.
Longitud de la raíz (cm): se midieron todas desde el cuello hasta el ápice de la raíz y se obtuvo el promedio.
Se utilizó un diseño experimental
completamente aleatorizado con tres repeticiones. Se aplicó una prueba
de comparación múltiple de medias de Duncan para el 5 % de probabilidad
del error. Todos los análisis estadísticos se procesaron con el paquete
Statistica for Windows, versión 10.
RESULTADOS Y DISCUSIÓNLa Tabla 2 muestra que, el tratamiento con 0,5 mg L-1,
a los 30 días, posee el mayor porcentaje de plántulas enraizadas con la
aparición de raíces pequeñas a partir de los 10 días de cultivo con
diferencias significativas respecto al resto de los tratamientos.
Mientras que los tratamientos con 0 y 0,1 mg L-1 de AIA no
mostraron diferencias significativas, esto puede ser atribuido a la no
presencia (control) y baja concentración de AIA utilizado. La respuesta
que tuvieron los explantes, en presencia de 1 mg L-1 de AIA,
sugiere que no fue adecuada para conseguir resultados satisfactorios en
esta especie ya que el desarrollo de las raíces podría ser afectado por
altas concentraciones de auxinas en el medio de cultivo, que unido a las
concentraciones endógenas del explante produce un aumento de la
concentración de esta auxina, la cual actúa a bajas concentraciones,
observándose una disminución de los valores para todos los indicadores,
ya que la concentración de la hormona es determinante del crecimiento.
Este resultado podría estar dado a una respuesta a la aplicación de
auxina para controlar el exceso de auxina libre, que puede estar
regulada por el aumento de la concentración endógena del AIA 14.
En estudios relacionados con la micropropagación de Dahlia variabilis Cav 15, existió una variación muy amplia en la capacidad de enraizamiento de los brotes, en un medio con 0,1 mg L-1 de AIA, donde se obtuvo 35,71 % de plántulas enraizadas con una longitud promedio de 4,16 cm.
Esta respuesta fue documentada en otros estudios 16, donde los resultados indicaron que el AIA tuvo efecto sobre el enraizamiento in vitro de G. atter
(Hassk.) Kurz y que esta auxina estimuló la emisión de raíces. A los 10
días de cultivo se observó la presencia de raíces pequeñas en todos los
tratamientos estudiados.
Se observaron diferencias estadísticamente
significativas entre los diferentes tratamientos para la variable número
de raíces/brotes. El mejor comportamiento correspondió a la dosis 0,5
mg L-1 de AIA, con un valor de 3,9 que difirió del resto de los tratamientos; entre el control y 0,1 mg L-1
no hubo diferencias significativas. La variable longitud de la raíz
mostró el mismo comportamiento que la anterior. Es necesario resaltar
que para ambos casos el tratamiento de 1 mg L-1, resultó el
peor comportamiento, pues se observó una menor magnitud para las
variables evaluadas. Se a estudiado que las auxinas o cualquier otro
tipo de fitorregulador, son fisiológicamente funcionales cuando se
encuentran en pequeñas cantidades, y que una alta concentración de estas
sustancias, ejerce un efecto negativo sobre las plantas, porque su
exceso, en lugar de inducir una respuesta específica por parte del
tejido vegetal, produce toxicidad en el mismo. En estudios realizados,
al aumentar la concentración de AIA de 0,5 mg L-1 a 1,0 mg L-1 bajo las mismas condiciones de cultivo, la tasa de desarrollo de los protocormos de orquídea (E. elongatum Jacq) se hizo menor 17.
El
AIA es precisamente la auxina más recomendada para la mayoría de los
medios de cultivo de enraizamiento descritos en la literatura 18. En este sentido, autores como 19,20 estudiaron el efecto del ácido indol-3-acético (AIA) y lograron el enraizamiento in vitro
en varias especies de bambú, con lo cual se logró un incremento del
número de plantas con raíces emitidas (96 %) a los 20 días de cultivo.
Sin embargo, en clavel español (Dianthus caryophyllus L), se obtuvo los mejores resultados en cuanto a la longitud de la raíz, al utilizar 0,1 mg L-1 de AIA con valor de 3,48 cm 21.
Por otro lado, en plantas in vitro de nochebuena (Euphorbia pulcherrima
Willd. ex Klotzsch), de los híbridos ‘Zacatepec 10’ y ‘Zacatepec 48’,
el número de raíces emitidas por plantas y la longitud de las mismas,
fueron afectados por las dosis de AIA en ambos híbridos 18.
De
forma general, los resultados alcanzados en este experimento indican
como mejor tratamiento el correspondiente a la concentración 0,5 mg L-1
de AIA, con lo cual se promovió el enraizamiento hasta un 87,5 %, así
como el número (3,9) y longitud de las raíces (3,76 cm), lo que podría
repercutir sobre el aumento del vigor de los explantes y facilitar la
aclimatización directa de las plantas producidas in vitro.
CONCLUSIONES
La presencia de Ácido Indolacético (AIA), en el medio de cultivo, favoreció el enraizamiento in vitro de brotes de Dahlia sp.
La concentración de 0,5 mg L-1 de AIA favoreció el crecimiento in vitro de segmentos nodales de Dahlia sp, con 3,9 raíces/brote, 3,76 cm de longitud y 87,5 % de enraizamiento.
Traducir DocumentoShort CommunicationEffect of different concentrations of Indole acetic acid (IAA) in the in vitro rooting of Dahlia sp.
Liudmila Jiménez-Mariña [1] [*]
Aida García-Alcántara [1]
Sucel Infante-Fonseca [1]
Joel Vázquez-Rodríguez [1]
[1] Departamento
Genética y Ecofisiología Vegetal. Instituto de Investigaciones
Agropecuarias "Jorge Dimitrov", carretera Bayamo - Manzanillo km 16½,
Gaveta Postal 2140, Bayamo, Granma. Cuba
[*] Author for correspondence. ljimenez@dimitrov.cu
ABSTRACTIn the present work, different concentrations of indole acetic acid (AIA) and its effect on the rooting of Dahlia sp cultivated in vitro were studied. Nodal explants from seedlings obtained in vitro were cultured in a modified MS culture medium in a semi-solid state, supplemented with 0; 0,1; 0,5; and 1 mg L-1
of indole acetic acid (IAA). The variables evaluated were: appearance
of the root, number of roots/sprout, length of the root and rooted
seedlings. At 30 days was observe in the concentration 0,5 mg L-1 on highest number of roots (3,9), length (3,76 cm) and rooted explants (87,5 %). The results show that AIA influenced the in vitro rooting of nodal explants of Dahlia sp.
INTRODUCTIONMicropropagation
is an attractive alternative for mass multiplication of cultivars by
increasing multiplication coefficients and obtaining plant material,
since it allows obtaining plants free of diseases 1.
In addition, it favors the commercial propagation on a large scale and
the rapid introduction to the market of species and varieties of plants
of great ornamental value 2.
The
genus Dahlia is made up of 35 species, all native to Mexico, of which
only four are the genetic basis. This cut flower has very special
characteristics that place it abroad as one of the most beautiful
flowers and it is the only plant that has the highest number of
varieties among all plant species 3-6.
In vitro
cultivation techniques in Dahlia are important tools for germplasm
conservation, genetic improvement and seed production. Although it is
true that important advances have been made in this area 7,8, there are few specific studies related to in vitro propagation.
Growth
regulators in culture media allow the targeting of tissue morphogenesis
and the modification of physiological responses under in vitro
conditions. Within these compounds are auxins, whose effects are related
to apical dominance and induction of rhizogenic processes in plants and
promote growth by means of cellular elongation mechanisms. The most
commonly used auxins are indole acetic acid (AIA), indole butyric acid
(AIB) and naphthaleneacetic acid (ANA) 9.
It
has been established that AIA has a significant effect by promoting a
greater length of shoots and roots. The function is to induce growth by
means of a rapid stimulation of synthesis of the cell wall components of
growing cells 10. Several studies
indicate a positive correlation between endogenous levels of AIA in
seedlings and the number of adventitious roots produced by plantlets 11,12.
The aforementioned motivated to determine different concentrations of IAA and its effect in the in vitro rooting of nodal segments of Dahlia sp.
MATERIALS AND METHODSThe
research was carried out in the Plant Biotechnology Laboratory of the
"Jorge Dimitrov" Agricultural Research Institute, Bayamo, Granma, during
the period from September to December 2015.
Vegetal materialThe
plant material used for the rooting were nodal segments of Dahlia sp
with a size of 1.5 cm previously cultivated in MS salts medium, 100 mg L-1 myo-inositol, thiamine 1 mg L-1, 1 mg L-1 of gibberellic acid, 7 g of Agar E, 30 g L-1 of sucrose from the multiplication phase, which was completed two months after the start of this subculture.
Culture conditionsFor in vitro rooting, the semisolid culture medium, consisting of the salts proposed by Murashige and Skoog (MS) 13 at half the concentration of salts (50 %), complete micronutrients, 100 mg L-1 myo- inositol, thiamin 1 mg L-1, Agar E and 30 g L-1 sucrose. The treatments consisted of different concentrations of AIA, as shown below in Table 1.
The pH of the solutions of the culture media was adjusted to 5.7 before sterilization.
Glass
flasks with a diameter of 5 cm and a height of 8 cm were used, with a
capacity of approximately 250 mL, in which 25 mL of the elaborated
medium were dispensed. Subsequently, they were sterilized in a vertical
autoclave for 20 minutes at 1.2 kgf cm.
Five explants were used per vial and 50 per treatment.
The
explants were placed in a growth chamber with sunlight at a temperature
of 26 ± 2 °C and with a flux density of photosynthetic photons (DFFF)
with an average of 45 umol m-2 S-1.
The indicators to be evaluated at 30 days of culture were:
Root
apparition (days): it was recorded at the beginning and completion of
appearance of the roots by visual observation, to determine percent.
Number of roots/sprout: by counting the same in each sprout.
Percentage of rooted seedlings: calculated from the number of rooted shoots of the total.
Root length (cm): all were measured from the neck to the apex of the root and the average was obtained.
A completely randomized experimental design
with three repetitions was used. A multiple comparison test of Duncan's
means was applied for the 5 % error probability. All statistical
analyses were processed with the Statistica for Windows package, version
10.
RESULTS AND DISCUSSION
Table 2 shows that, treatment with 0.5 mg L-1
at 30 days has the highest percentage of rooted seedlings with the
appearance of small roots from 10 days of culture with significant
differences compared to the rest of the treatments. While the treatments
with 0 and 0.1 mg L-1 of AIA did not show significant
differences, this can be attributed to the non-presence (control) and
low concentration of AIA used. The response of the explants in the
presence of 1 mg L-1 of AIA suggests that it was not adequate
to achieve satisfactory results in this species since the development
of the roots could be affected by high concentrations of auxins in the
culture medium, which together with the endogenous concentrations of the
explant, it produces an increase in the concentration of this auxin,
which acts at low concentrations, observing a decrease in the values for
all the indicators, since the concentration of the hormone is a
determinant of growth. This result could be given to a response to the
application of auxin to control the excess of free auxin, which may be
regulated by the increase in the endogenous concentration of the AIA 14.
In studies related to the micropropagation of Dahlia variabilis Cav 15 there was a very wide variation in the rooting capacity of the shoots in a medium with 0.1 mg L-1 of AIA, where 35.7 1% of rooted seedlings were obtained with an average length of 4.16 cm.
This response was documented in other studies 16, where the results indicated that the AIA had an effect on the in vitro rooting of G. atter
(Hassk.) Kurz and that this auxin stimulated the emission of roots.
After 10 days of cultivation, the presence of small roots was observed
in all the treatments studied.
Statistically significant differences were
observed between the different treatments for the variable number of
roots/shoots. The best performance corresponded to the 0.5 mg L-1 dose of AIA, with a value of 3.9 that differed from the rest of the treatments; between the control and 0.1 mg L-1
there were no significant differences. The variable length of the root
showed the same behavior as the previous one. It is necessary to
highlight that for both cases the treatment of 1 mg L-1, was
the worst behavior since a smaller magnitude was observed for the
variables evaluated. It has been studied that auxins or any other type
of phytoregulator are physiologically functional when they are found in
small quantities, and that a high concentration of these substances
exerts a negative effect on plants because their excess, instead of
inducing a specific response through part of the plant tissue, produces
toxicity in it. In studies conducted, increasing the concentration of
AIA from 0.5 mg L-1 to 1.0 mg L-1 under the same culture conditions, the development rate of the orchid protocorms (E. elongatum Jacq) was lower 17.
AIA is precisely the most recommended auxin for most rooting media described in the literature 18. In this sense, authors such as 19,20 studied the effect of indole-3-acetic acid (AIA) and achieved rooting in vitro
in several species of bamboo, which resulted in an increase in the
number of plants with roots emitted (96 %) at 20 days of culture.
However, in Spanish carnation (Dianthus caryophyllus L), the best results were obtained regarding the length of the root when using 0.1 mg L-1 of AIA with a value of 3.48 cm 21.
On the other hand, in in vitro plants of poinsettia (Euphorbia pulcherrima
Willd ex Klotzsch), of the hybrids 'Zacatepec 10' and 'Zacatepec 48',
the number of roots emitted by plants and the length thereof were
affected by the doses of AIA in both hybrids 18.
In a general way, the results obtained in this experiment indicate the best treatment for the concentration of 0.5 mg L-1
of AIA, which promoted rooting up to 87.5 %, as well as the number
(3.9) and length of the roots (3.76 cm) which could have an effect on
the increase of the vigor of the explants and facilitate the direct
acclimatization of the plants produced in vitro.
CONCLUSIONS
The presence of Indole acetic acid (AIA) in the culture medium favored the in vitro rooting of Dahlia sp.
The concentration of 0.5 mg L-1 of AIA favored the in vitro growth of nodal segments of Dahlia sp, with 3.9 roots/shoot, 3.76 cm in length and 87.5 % of rooting.