Biological activity of biobras and Pectimorf-6 in each of the phases of micropropagation of banana (Musa sp.)

  • Humberto Izquierdo Oviedo Doctor en Ciencias Agrícolas. Investigador Auxiliar. Departamento de Fisiología y Bioquímica Vegetal. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Carretera a Tapaste Km 3 ½ San José de las Lajas, Mayabeque. Cuba. C. P. 32 700
  • María C. González Cepero Doctora en Ciencias Agrícolas. Investigadora Titular. Departamento de Genética y Mejoramiento de las Plantas. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Carretera a Tapaste Km 3 ½ San José de las Lajas, Mayabeque. Cuba. C. P. 32 700
  • Miriam de la C. Núñez Vázquez Doctora en Ciencias Agrícolas. Investigadora Titular. Departamento de Fisiología y Bioquímica Vegetal. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Carretera a Tapaste Km 3 ½ San José de las Lajas, Mayabeque. Cuba. C. P. 32 700
  • Ruth Proenza Llerena Biofábrica de Semillas. San José de las Lajas. Mayabeque. Cuba
  • Juan C. Cabrera Pino Unidad de Biotecnología de Materia Nova. Bélgica
Keywords: Brassinosteroid analogues, in vitro and ex vitro culture oligopectatos

Abstract

The use of biotechnology in the propagation of plantain and banana (Musa sp.) of great importance to induce, tolerant to plant genotypes for diseases and high yield potentials. However, auxins and cytokinins should be used, which are expensive and can sometimes cause changes in the regenerants obtained. Both traditional growth regulators (auxins and cytokinins) and non-traditional growth regulators (brassinosteroid analogues and mixtures oligogalacturonide) are used in the in vitro propagation of crops, but mush progress has been hindering due to the sufficient knowledge and impact of different phases prevailing in the micropropagation of banana hybrid 'FHIA-18' (AAAB) is present hitherto. This work was performed in order to evaluate the biological activity of an analogue of brassinosteroids (Biobras-6) *ABr+ and a mixture of oligogalacturonide with the degree of polymerization between 9 and 16 (Pectimorf) *mOLG+. The effect of ABr and mOLG are determined as a substitute or complement of auxin (IBA or IAA) and cytokinin (6-BAP) for the establishment of in vitro multiplication and rooting of plantlets and in the acclimatization phase. Non-traditional regulators phenolization decrease the explant growth in the establishment phase of in vitro propagation; but increased the number of shoots per explants (above 3.5) and improved survival of vitro plant during the acclimatization phase.

References

Amanullah MM, Sekar S and Vincent S. (2010). Plant growth substances in crop production: A review. Asian Journal of Plant Sciences, 9: 215-222.

Anon J. (2003). Fase IV. Adaptación o aclimatización a condiciones ambientales. Pp. 18-20. En: Instructivo técnico de la micropropagación de plátanos y bananos. Capítulo 8. Empresa de Semillas. La Habana. Cuba (In Spanish).

Ascough GD, Erwin JE and Van Staden J. (2009). Micropropagation of iridaceae-a review. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 97: 1-19.

Azofeifa A. (2009). Problemas de oxidación y oscurecimiento de explantes cultivados in vitro. Agronomía Mesoamericana, 20 (1): 153-175.

Bajguz A and Hayat S. (2009). Effects of brassinosteroids on the plant responses to environmental stresses. Plant Physiology and Biochemistry, 47(1): 1-8.

Barranco LA. (2002). Embriogénesis somática en banano (Musa AAAB), cv. 'FHIA-18' empleando medios de cultivo líquidos. Tesis en opción al grado Científico de Doctor en Ciencias Agrícolas. Santa Clara, 97 p.

Basail M, Kosky RG, Medero V, Otero E, Torres M, Cabrera M, López J, García M, Santos A, Rayas A, Ventura JC, Bauta M, Álvarez M, Paz E, Beovidez Y Albert J, Ortega A, Espinosa A, and García J. (2007). Efecto de la densidad de explantes y el volumen de medio de cultivo en la propagación in vitro del cultivar híbrido 'FHIA-21' (AAAB) en Sistemas de Inmersión Temporal. Biotecnología Vegetal, 7 (1): 53-56.

Bellincampi D, Salvi G, De Lorenzo G, Cervone F, Marfa V, Eberhard S, Darvill A and Albersheim P. (1993). Oligogalacturonides inhibit the formation of roots on tobacco explants. Plant Journal, 4(1): 207-213.

Bellincampi D, Brown TH, Shen OM and Parker A. (1995). Extracellular accumulation of an auxin- regulated protein in Phaseolus vulgaris L. cells is inhibited by oligogalacturonides. Journal Plant Physiology, 147: 367-370.

Bellincampi D, Cardarelli M, Zaghi D, Serino G, Salvi G, Gatz C, Cervone F, Altamura MM, Costantino P and De Lorenzoa G. (1996). Oligogalacturonides prevent rhizogenesis in rolB-transformed tobacco explants by inhibiting auxin-induced expression of the rolB gene. The Plant Cell 8(3): 477-487.

Cabrera JC, Gómez R, Diosdado E, Hormaza JV, Iglesias R, Gutiérrez A and González S. (2003). Procedimiento de obtención de una mezcla de oligosacáridos pécticos estimuladora del enraizamiento vegetal. Patente Cuba certificado 22859, RES 155/2003. Calificación internacional de patentes AO1N9/12, CO 7H/033.

Choe S. (2006). Brassinosteroid biosynthesis and inactivation. Physiologia Plantarum, 126: 539-548.

Creelman RA and Mullet JE. (1997). Oligosaccharins, brassinolides, and jasmonates: non traditional regulators of plant growth, development, and gene expression. The Plant Cell, 9(7): 1211-1223.

Díaz B, Héctor E, Torres A, Cabañas M, Garcés N, Izquierdo H, Núñez M and Iglesias R. (2004). Empleo de productos bioactivos cubanos como sustitutos de los reguladores del crecimiento en la propagación del plátano macho (AAB). Fase de establecimiento in vitro. Alimentaria, 51 (359): 103-107.

Diosdado E. (1997). Efecto de biorreguladores sobre el proceso de embriogénesis somática y el cultivo y fusión de protoplastos de naranjo agrio (Citrus aurantium L.). Tesis de Doctorado en Ciencias Biológicas. Facultad de Biología de la Habana U.H.120 p.

Escalona M, Cejas I, González-Olmedo J, Capote I, Roels S, Cañal MJ, Rodríguez R, Sandoval J and Debergh P. (2003). Efecto de la meta-topolina sobre la propagación del plátano utilizando un biorreactor de inmersión temporal. InfoMusa 12(2): 28-30.

Falcón AB and Cabrera JC. (2007). Actividad enraizadora de una ,mezcla de oligogalacturónidos en pecíolos de violeta africana (Saintpaulia ionantha L.). Cultivos Tropicales 28(2): 87-90.

FHIA. (2007). Bananos y plátanos de la FHIA para la seguridad alimentaria. FHIA Informa, 16(1): 6-8.

Gaspar T, Kevers C, Penel C, Greppin H, Reid DM and Thorpe TA. (1996). Plant hormones and plant growth regulators in plant tissue culture. In Vitro Cellular and Developmental Biology - Plant, 32(4): 272-289.

Goncalves S, Fernandes L and Romano A. (2010). High-frequency in vitro propagation of the endangered species Tuberaria major. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 101(3):359-363.

González C and González J. (1981). Estudio de patrones para la Lima persa III. Caracterización isoenzimática. Ciencia y Técnica de la Agricultura, 4(2): 102-108.

González-Olmedo JL, Córdova A, Aragón CE, Pina D, Rivas M and Rodríguez R. (2005). Effect of an analogue of brassinosteroid on 'FHIA-18' plantlets exposed to thermal stress. InfoMusa, 14(1): 18-20.

Héctor E, Torres A, Algoe S, Cabañas M and López A. (2007). Propagación in vitro del plátano macho (Musa sp. AAB) clon 'Sobrino' con los bioestimulantes cubanos BB-6 y Biostan como sustitutos de los reguladores del crecimiento. Cultivos Tropicales, 28(1): 13-18.

Jiménez FA, Ramírez D and Agramonte. (2004). Use of Biobras-6 in micropropagation of 'FHIA-21'. InfoMusa, 13(1): 4-6.

Kakani A, Li G and Peng Z. (2009). Role of AUX1 in the control of organ identity during in vitro organogénesis and in mediating tissue specific auxin and cytokinin in interaction in Arabidopsis. Planta, 229(3): 645-657.

Kitto SL. (1997). Commercial micropropagation. HortScience, 32(6):1-3.

Li L, Xu J, Xu ZH and Xuea HW. (2005). Brassinosteroids stimulate plant tropisms through modulation of polar auxin transport in Brassica and Arabidopsis. The Plant Cell, 17(10): 2738-2753.

Montes S, Aldaz JP, Cevallos M, Cabrera JC and López M. (2000). Uso del biorregulador Pectimorf en la propagación acelerada del Anthurium cubense. Culivos Tropicales, 21(3): 29-31.

Murashige T and Skoog F. (1962). A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15:473-497

Nieves N, Poblete A, Cid M, Lezcano Y, González-Olmedo JL and Cabrera JC. (2006). Evaluación del Pectimorf como complemento del 2,4-D en el proceso de embriogénesis somática de caña de azúcar (Saccharum sp.). Cultivos Tropicales, 27 (1): 25-30.

Núñez M, Siquiera WJ, Hernández MM, Zullo MAT, Robaina C and Coll F. (2005). Efecto del Biobras-6 y el MH-5 en la inducción de callos brotes de lechuga (Lactuca sativa L.). Cultivos Tropicales, 25(4): 5-9.

Pérez JN, Agramonte D, Jiménez F and Ramírez D. (1999). Desarrollo perfeccionamiento de la propagación masiva en las fases III y IV, enraizamiento y adaptación en caña de azúcar, papa, plátanos y bananos y adaptación de semillas artificiales en caña de azúcar. Informe Final del Proyecto. Instituto de Biotecnología de las Plantas, Santa Clara, Cuba. 82 p.
Poulose K, Zhang CL, Slater A and Madassery J. (2007). Control of shoot necrosis and plant death during micropropagation of banana and plantains (Musa sp.). Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 88(1): 51-59.

Riou C, Hervé C, Pacquit V, Dabos P and Lescure B. (2002). Expression of an Arabidopsis lectin kinase receptor gene, lecRK-a1, is induced during senescence, wounding and in response to oligogalacturonic acids. Plant Physiology and Biochemistry, 40 (5): 431-438.

Rodríguez T. (1999). Influencia de biorreguladores cubanos sobre algunos indicadores morfológicos durante las fases de multiplicación y enraizamiento in vitro del plátano (Musa sp.). Tesis presentada para optar por el Título de Maestra en Biología Vegetal (Mención: Biotecnología Vegetal). Facultad de Agronomía. UNAH. 53 p.

Saucedo SG, Ramos LE and Reyes TX. (2008). Efecto de los reguladores de crecimiento para la propagación in vitro de la malanga (Xanthosoma sagittifolium (L) Schott.). Ciencia y Tecnología, 1: 17-21.

Seeta S, Vidya B, Sujatha E and Anuradha S. (2002). Brassinosteroids-A new class of phytohormones. Current Science, 82(10): 1239-1245.

Shirani S, Mahdavi F and Maziah M. (2009). Morphological abnormality among regenerated shoots of banana and plantain (Musa sp.) after in vitro multiplication with TDZ and BAP from excised shoot tips. Africa Journal of Biotechnology, 8(21): 5755-5761.

Simpson SD, Ashford DA, Harvey DJ and Bowles DJ. (2007). Short chain oligogalacturonides induce ethylene production and expression of the gene encoding aminocyclopropane 1-carboxylic acid oxidase in tomato plants. Glycobiology, 8(6): 579-583.

Souter MA, Pullen ML, Topping JF, Zhang X and Lindsey K. (2004). Rescue of defective auxin-mediated gene expression and root meristem function by inhibition of ethylene signaling in steroid biosynthesis mutants of Arabidopsis. Planta, 219: 773-783.

Suárez L and Hernández MM. (2008). Efecto de una mezcla de oligogalacturónidos en la propagación in vitro de la yuca (Manihot esculenta Crantz), var. 'CMC-40'. Cultivos Tropicales, 29(3): 47-52.

Teixeira JA, Giang DDT and Tanaka M. (2005). In vitro acclimatization of banana and Cymbidium. International Journal of Botany, 1(1): 41-49.

Tsun-Thai C, Fadzillah NM, Kusnan M and Mahmood M. (2005). Efecto del estrés oxidativo sobre los cultivares 'Barangan' y 'Mas'. InfoMusa, 14(2): 32-36.

Uzcátegui JP, Hernández Y, Osorio D and y Rivas M. (2010). Evaluación del comportamiento in vitro de ápices de plátano Musa AAB cv. 'Hartón' and 'Hartón Doble Tallo'. Producción Agropecuaria y Biotecnología, 3(1): 7-12.

Villegas F, Giménez C, Vilchez J, Moreno M, Sandoval L and Colmenares M. (2008). Oxidación en la inducción de la embriogénesis somática a partir de flores masculinas inmaduras de Gran Enano (Musa AAA). Revista de la Facultad de Agronomía, 25(3): 21-28.

Zaffari GR, Kerbauy GB, Kraus JE and Romano EC. (2000). Hormonal and histological studies related to in vitro banana bud formation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 63(3): 187-192.

Zhang S and Lemaux PG. (2004). Molecular analysis of in vitro shoot organogénesis. Critical Review of Plant Science, 23: 325-335.
Published
2017-04-19
How to Cite
Oviedo, H. I., Cepero, M. C. G., Vázquez, M. de la C. N., Llerena, R. P., & Pino, J. C. C. (2017). Biological activity of biobras and Pectimorf-6 in each of the phases of micropropagation of banana (Musa sp.). Journal of Research in Biology, 7(3), 2231-2247. Retrieved from https://ojs.jresearchbiology.com/ojs1/index.php/jrb/article/view/442