Embriogénesis somática en cocotero: estudios sobre aspectos del desarrollo y mejoramiento de la eficiencia / María Teresa Pérez Núñez

Tesis (Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2006.

El cocotero es una especie con un alto potencial de aprovechamiento; sin embargo, en los últimos años, su producción ha disminuido considerablemente debido a factores como el amarillamiento letal (AL) y la edad de las plantaciones. Por esta razón actualmente existe una gran necesidad de contar con material mejorado o seleccionado de cocotero para poder replantar las zonas afectadas, sin embargo la gran cantidad de material que se requiere excede la cantidad que puede obtenerse mediante propagación por semilla, por lo que una alternativa es la propagación in vitro. Aunque el cocotero es considerado como una de las especies más recalcitrantes al cultivo in vitro, se ha mostrado en trabajos previos que la embriogénesis somática (ES) a partir de explantes de plúmula es un enfoque viable para la regeneración de plantas en esta especie, pero se requiere aumentar la eficiencia para lograr una propagación masiva. El objetivo del presente trabajo fue realizar estudios orientados a incrementar la eficiencia de la ES en cocotero mediante dos enfoques: uno que permitiera obtener resultados a corto plazo y otro mediante el estudio de aspectos del control de la ES que permita entenderlos y eventualmente poder modificarlos. Primero se evaluaron dos sistemas de cultivo in vitro: embriogénesis somática secundaria (ESS) y multiplicación de callo embriogénico (MCE); ambos procesos fueron exitosos, puesto que se obtuvieron tanto embriones somáticos secundarios como MCE durante varios ciclos de cultivo. Cuando ambos sistemas se combinaron en un protocolo integrado de cultivo in vitro, se demostró que los tejidos de cocotero pueden ser mantenidos in vitro por períodos prolongados de tiempo (más de tres años) sin perder el potencial embriogénico. El rendimiento total a partir de una plúmula fue de 98,000 embriones somáticos. Comparado con los rendimientos previamente reportados, este sistema resultó en un incremento de 35,000 veces en la producción de callo embriogénico y de 50,000 veces en la producción de embriones somáticos. Por lo tanto el protocolo reportado en el presente trabajo representa un progreso importante en la aplicación práctica porque muestra una manera de mejorar en forma muy significativa la eficiencia en la producción de embriones somáticos en cocotero. Para caracterizar el proceso de ESS y poder entenderlo mejor se trabajó a nivel histológico y de expresión de genes. A nivel morfo-histológico se observó que la formación de los embriones somáticos secundarios tiene lugar a partir de las regiones periféricas de los tejidos, en regiones en donde las células se encuentran dividiéndose activamente, como fue observado mediante los análisis histológicos y de hibridación in situ del gen COK-A y por la incorporación de 5-bromo-2-desoxiuridina (BrdU). Por otra pRrte se logró la identificación y aislamiento del gen específico a embriogénesis SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR-LlKE KINASE en tejidos de cocotero (CnSERK); los análisis de expresión in situ de este gen mostraron que su expresión está básicamente restringida a las estructuras embriogénicas de los callos, en las células que forman los nódulos meristemáticos, los cuales se encuentran bajo la protodermis, estructura que a su vez parece ser un factor importante en el desarrollo de los callos embriogénicos. En conjunto los resultados obtenidos representan un progreso importante tanto en la eficiencia como en el entendimiento de la ES que podrán servir de base para futuros protocolos de micropropagación.