doctoralThesis
Cultivo in vitro de anteras como estrategia para el mejoramiento genético de buffelgrass (Cenchrus ciliaris L)
Autor
Carloni, Edgardo José
Institución
Resumen
Buffelgrass es una gramínea forrajera que se reproduce principalmente por
apomixis. El objetivo del presente trabajo es generar variabilidad genética, mediante
cultivo in vitro, en caracteres asociados a tolerancia a sequía a partir de germoplasma
introducido de buffelgrass, con la finalidad de incorporarla en un programa de
mejoramiento genético de esta especie. El estudio se realizó en una colección activa que se
encuentra en el IFRGV, perteneciente al CIAP-INTA. Los resultados del presente trabajo
demostraron que el germoplasma apomíctico presentaba diferentes niveles de ploidía. La
constitución genética está representada por individuos tetraploides (2n=4x=36) y
aneuploides (2n=43,44 y 52). Se encontró una correlación entre el número de cromosomas
y el contenido de ADN nuclear. Tres genotipos tuvieron la capacidad de generar callos
embriogénicos utilizando anteras como explanto. Las plántulas se originaron a partir de
embriones somáticos y el proceso morfogénico se indujo del tejido somático. Se determinó
que la eficiencia de inducción y regeneración dependía del genotipo y fue afectada por la
fecha de recolección de macollas, los pre-tratamientos o la interacción entre ambos
factores. Plantas regeneradas in vitro con menor y mayor contenido de ADN nuclear
fueron identificadas mediante análisis de citometría de flujo. El análisis de regresión lineal
indicó que en el primer caso estos materiales perdieron un cromosoma y los estudios
citológicos en uno de ellos lo confirmaron, en tanto que en dos plantas, el aumento en el
doble del contenido de ADN nuclear indicó una poliploidización in vitro. En seis de los
materiales regenerados, el empleo de 22 cebadores ISSRs detectaron un 12% de
polimorfismo y una divergencia del 5 al 24% con respecto al material utilizado como
control. Las plantas trasplantadas a una parcela experimental (R 1 ) presentaron
características morfológicas diferentes. Adicionalmente, la progenie de algunos de estos
materiales (S 1 ) mostró un comportamiento diferencial en un ensayo de estrés hídrico. Los
cambios observados en algunas plantas regeneradas in vitro demostraron variación
somaclonal. En uno de los genotipos, el manitol utilizado como agente osmótico e
incorporado en el proceso de selección in vitro permitió obtener materiales tolerantes en
caracteres asociados al estrés hídrico. Buffelgrass is a forage grass that reproduces mainly by apomixis. The objetive of
this research was to increase the genetic variation, by in vitro culture, in characters
associated with drought tolerance from introduced buffelgrass germplasm, in order to
incorporate it into a breeding program for this specie. The study was conducted in an active
germplasm collection that is located in the IFRGV belonging to CIAP-INTA. The results
of the present study showed that the apomictic entries had different ploidy levels. The
genetic constitution is represented by tetraploid (2n = 4x = 36) and aneuploid individuals
(2n = 43, 44 and 52). A correlation between the number of chromosomes and DNA content
was found. Three genotypes had capacity to generate embryogenic callus using anthers as
explant. Seedlings were originated from somatic embryos and the morphogenic process
was induced from somatic tissue. It was determined that the efficiency of induction and
regeneration depended on genotype and was affected by the collection date of the tillers,
pre-treatments or interaction between both factors. The flow cytometry analysis detected in
vitro regenerated plants with lower and higher nuclear DNA content. The linear regression
analysis indicated that in the first case these materials lost a chromosome and cytology
studies in one of them confirmed, while in two plants, increased at double the nuclear
DNA content indicated an in vitro polyploidization. In six of the regenerated materials, the
use of 22 primers ISSRs detected 12% of polymorphism and divergence of 5 to 24%
compared to the material used as control. Plants (R 1 ) grown in the field showed different
morphological characteristics. Additionally, the progeny of any of these materials (S 1 )
showed differential behavior in an assay of water stress. The changes observed in some in
vitro regenerated plants showed somaclonal variation. In one of the entries, mannitol as an
osmotic agent incorporated in the process of in vitro selection allowed to obtain tolerant
materials with characters associated to water stress.