Optimización de protocolo para la conservación in vitro en poblaciones de Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl.

Abstract

La conservación in vitro constituye una herramienta esencial para la mantención e intercambio de recursos fitogenéticos a nivel mundial, ofreciendo una serie de ventajas como condiciones asépticas, disminución de costos por subcultivos y material genético rápidamente disponible. Una alternativa de conservación in vitro es el método de crecimiento mínimo, donde se busca disminuir la actividad fisiológica y metabólica de los tejidos vegetales, modificando factores ambientales y la composición del medio de cultivo extendiendo los períodos entre subcultivos de corto a mediano plazo. Colobanthus quitensis, planta nativa de la Antártica, es considerada una especie modelo por su capacidad de adaptarse a condiciones abióticas extremas, desplegando mecanismos de tolerancia especializados que resultan interesantes para la ciencia. El objetivo de la investigación fue generar un protocolo para la conservación in vitro de la especie, manipulando varios factores ambientales y en el medio de cultivo; p.ej. número de explantes, reducciones minerales, concentraciones del gelificante y adición de otros compuestos, para extender los períodos de subcultivo y obtener plantas en buen estado fisiológico para la colección activa de C. quitensis. Se utilizaron explantes in vitro de dos poblaciones de C. quitensis, y se trabajó en etapas considerando los mejores resultados para la siguiente a partir de evaluaciones morfo-fisiológicas. La reducción de sales minerales al 50%, 12 explantes por frasco, el uso de film como tipo de sellado, la adición de manitol al 4% como osmorregulador, ABA 0,5 mgL-1 como inhibidor de crecimiento, STS 10µM como inhibidor de etileno y agar al 0,7% como agente gelificante, lograron una extensión del tiempo de subcultivo de 30 a 90 días facilitando la conservación de C. quitensis con una óptima eficiencia fotosintética.Estos resultados constituyen una herramienta para futuros estudios genéticos y fisiológicos en respuesta a condiciones adversas y de aplicaciones biotecnológicas en esta y otras especies.

In vitro conservation is an essential tool for the maintenance and exchange of plant genetic resources worldwide, offering a series of advantages such as aseptic conditions, reduced costs for subcultures and rapidly available genetic material. One alternative for in vitro conservation is the minimum growth method, which seeks to reduce the physiological and metabolic activity of plant tissues, modifying environmental factors and the composition of the culture medium, extending the periods between subcultures from short to medium term. Colobanthus quitensis, a plant native to Antarctica, is considered a model species for its ability to adapt to extreme abiotic conditions, displaying specialized tolerance mechanisms that are interesting for science. The objective of the research was to generate a protocol for the in vitro conservation of the species, manipulating several environmental and culture medium factors, for example: number of explants, mineral reductions, concentrations of the gelling agent and addition of other compounds, to extend the subculture periods and obtain plants in good physiological condition for the active collection of C. quitensis. In vitro explants of two populations of C. quitensis were used, and work was done in stages considering the best results for the next stage based on morpho-physiological evaluations. The reduction of mineral salts to 50%, 12 explants per flask, the use of film or cellophane as sealing type, the addition of 4% mannitol as osmoregulator, ABA 0,5 mgL-1 as growth inhibitor, STS 10µM as ethylene inhibitor and 0,7% agar as gelling agent, achieved an extension of the subculture time from 30 to 90 days, facilitating the conservation of C. quitensis with optimal photosynthetic efficiency. These results constitute a tool for future genetic and physiological studies in response to adverse conditions and biotechnological applications in this and other species.