Efecto de reguladores del crecimiento exógenos sobre el desarrollo y la producción de metabolitos secundarios en cultivos de raíces transformadas de cactáceas

Abstract

RESUMEN Efecto de reguladores del crecimiento exógenos sobre el desarrollo y la producción de metabolitos secundarios en cultivos de raíces transformadas de cactáceas. Se evaluó el efecto de los reguladores del crecimiento vegetal AIA, 2,4-D, BA y 2iP sobre cultivos de raíces transformadas de cactáceas de las especies Turbinicarpus lophophoroides, T. schmiedickeanus var. Schwarzii y T. pseudopectinatus con respecto a biomasa, morfología y producción de metabolitos tipo alcaloides y betalaínas. Se obtuvieron respuestas diferentes de las raíces ante la adición de los reguladores de crecimiento vegetal, se observaron incrementos significativos de biomasa en algunas concentraciones y combinaciones de reguladores. Se incrementó 3.86 veces en Turbinicarpus lophophoroides, 7.95 veces en T. schmiedickeanus var. Schwarzii y 2.52 veces en T. pseudopectinatus la cantidad de biomasa con respecto al control de cada especie. Se modificó la morfología de las raíces, principalmente a causa de la auxina sintética 2,4-D, ya que al ser adicionada sola o en combinación con alguna citocinina, generalmente inducia los tejidos a desdiferenciarse totalmente. Por medio de cromatografía en capa fina se analizó el contenido de metabolitos secundarios tipo alcaloides, se observó que los reguladores tuvieron influencia sobre la producción de estos metabolitos, en la especie T. lophophoroides al adicionar los medios con BA en concentración 6 μM se incrementó la producción de este tipo de metabolitos, con AIA y 2,4-D se disminuyó. Se logró identificar el compuesto tipo alcaloide hordenina en las muestras de esta especie. En T. schmiedickeanus var. Schwarzii y T. pseudopectinatus se lograron visualizar incrementos en la producción de metabolitos secundarios tipo alcaloides en los tratamientos que contenían AIA y 2,4-D. En cuanto al contenido de betalaínas, de manera general, los tratamientos redujeron la producción o no mostraron incrementos significativos con respecto al control. Se confirmó la presencia de los transgenes en las 3 especies por medio del análisis histoquímico de la β-glucuronidasa en el cual, el gen GUS se expresó en todas las raíces sometidas al análisis y por medio de PCR, en la cual se lograron amplificar los genes rolB y nptII.

ABSTRACT Effect of exogenous growth regulators on the development and production of secondary metabolites in transformed root cultures of cacti. The effect of plant growth regulators IAA, 2,4-D, BA and 2iP on hairy root cultures of cacti species Turbinicarpus lophophoroides, T. schmiedickeanus var. Schwarzii and T. pseudopectinatus regarding biomass, morphology and metabolite production type alkaloids and betalaines was evaluated. Different responses of roots due to the addition of plant growth regulators were obtained, significant biomass increases were observed in some concentrations and combinations relative to control of each specie. Was increased Turbinicarpus lophophoroides 3.86-fold, T. schmiedickeanus var. Schwarzii 7.95-fold and T. pseudopectinatus 2.52-fold the amount of biomass with respect to control of each species. Root morphology was altered, primarily because of the synthetic auxin 2,4-D, when was added alone or in combination with any cytokinin, usually induced to complete tissues dedifferentiation. The content of secondary metabolites type alkaloids was analyzed by thin layer chromatography, it was observed that had regulatory influence on the production of these metabolites, in the species T. lophophoroides by adding BA media with 6 μM concentration increased the production of these metabolites, with IAA and 2,4-D it decreased. Was possible to identify the type alkaloid compound hordenine in the samples of this species. T. Schmiedickeanus var. Schwarzii and T. pseudopectinatus display increases were achieved in the production of secondary metabolites type alkaloids in treatments containing IAA and 2,4-D. Regarding the content of betalains, in general, the treatments reduced production or showed no significant increases over the control. The presence of the transgenes in the 3 species was confirmed through histochemical analysis of β-glucuronidase, in which the GUS gene was expressed in all roots subjected to analysis, and by PCR, which were achieved amplifying the rolB and nptII genes.