Optimización de las condiciones de producción de cápsulas con microestacas para aumentar el tiempo de almacenamiento de la planta medicinal mexicana Castilleja tenuiflora (Orobanchaceae)
DOI:
https://doi.org/10.21829/abm126.2019.1442Palabras clave:
conversión de plántulas, crecimiento de plántulas, encapsulado, micropropagaciónResumen
Antecedentes y Objetivos: Castilleja tenuiflora es una de las plantas mexicanas, silvestres y medicinales cultivadas in vitro que presentan actividad biológica antiinflamatoria y antiulcerogénica. La encapsulación de microestacas es una opción para propagar y prolongar el almacenamiento de esta planta. El objetivo de este estudio fue establecer un método para la encapsulación y conservación de microestacas de C. tenuiflora sin afectar el contenido de sus compuestos.
Métodos: Las cápsulas fueron elaboradas con alginato de sodio en complejo con cloruro de calcio dihidratado como matriz y microestacas de tejido proveniente de plántulas cultivadas in vitro. Se probaron diferentes concentraciones y tiempos de polimerización, así como diferentes tiempos de almacenamiento y temperatura, para posteriormente analizar los metabolitos mayoritarios de los extractos metanólicos mediante cromatografía (HPLC) de las plantas resultantes.
Resultados clave: La combinación para la producción de cápsulas con microestacas es alginato de sodio al 3% y cloruro de calcio dihidratado al 50 mM, con 25 minutos de polimerización. Las plántulas derivadas de semillas sintéticas, almacenadas por 100 días presentaron los mismos compuestos que las plantas donantes.
Conclusiones: La encapsulación de microestacas de C. tenuiflora con alginato de sodio y cloruro de calcio dihidratado permite el almacenamiento del material vegetal y se mantienen sus compuestos principales, por lo que es una alternativa para mantener el genotipo de plantas elite y contrarrestar el saqueo de plantas silvestres.
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Ara, H., U. Jaiswal y V. S. Jaiswal. 2000. Synthetic seed: Prospects and limitations. Current Science Association 78(12): 1438-1444.
Asmah, N. H., N. H. Hasnida, N. Zaimah, A. Noraliza y N. Salmi. 2011. Synthetic seed technology for encapsulation and regrowth of in vitro-derived Acacia hyrid shoot and axillary buds. African Journal of Biotechnology 10(40): 7820-7824. DOI: https://doi.org/10.5897/AJB11.492 DOI: https://doi.org/10.5897/AJB11.492
Béjar, E., R. Reyes-Chilpa y M. Jiménez-Estrada. 2000. Bioactive compounds from selected plants used in the XVI century Mexican traditional medicine. Studies in Natural Products Chemistry 24(Part E): 799-844. DOI: http://doi.org/10.1016/S1572-5995(00)80055-1. DOI: https://doi.org/10.1016/S1572-5995(00)80055-1
Calderón, G. y J. Rzedowski. 2001. Flora fanerogámica del Valle de México. Instituto de Ecología, A.C. 2da ed. Pátzcuaro, México. Pp. 40-43.
Carrillo-Ocampo, D., S. Bazaldúa-Gómez, J. Bonilla-Barbosa, R. Aburto-Amar y V. Rodríguez-López. 2013. Anti-Inflammatory Activity of Iridoids and Verbascoside isolated from Castilleja tenuiflora. Molecules 18(10): 12109-12118. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules181012109 DOI: https://doi.org/10.3390/molecules181012109
Chandrasekhara, R. M, K. S. M. Rama y T. Pullaiah. 2012. Synthetic seeds: A review in agriculture and forestry. African Journal of Biotechnology 11(78): 14254-14275. DOI: https://doi.org/10.5897/AJB12.770
Chaves, N., T. Sosa y J. C. Escudero. 2001. Plant growth inhibiting flavonoids in exudate of Cistus ladanifer and in associated soils. Journal of Chemical Ecology 27(3): 623-631. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1010388905923 DOI: https://doi.org/10.1023/A:1010388905923
Di Rienzo, J. A., F. Casanoves, M. G. Balzarini, L. Gonzalez y M. Tablada. 2018. InfoStat versión X. Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Argentina. http://www.infostat.com.ar (consultado julio de 2018).
Engelmann, F. 2011. Use of biotechnologies for the conservation of plant biodiversity. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant 47(1): 5-16. DOI: https://doi.org/10.1007/s11627-010-9327-2 DOI: https://doi.org/10.1007/s11627-010-9327-2
Faisal, M., A. A. Alatar y A. K. Hegazy. 2013. Molecular and biochemical characterization in Rauvolfia tetraphylla plantlets grown from synthetic seeds following in vitro cold storage. Applied Biochemistry and Biotechnology 169(2): 408-417. DOI: https://doi.org/10.1007/s12010-012-9977-0 DOI: https://doi.org/10.1007/s12010-012-9977-0
Fujii, J. A. A., D. Slade, J. Aguirre-Rascon y K. Redenbaugh. 1992. Field planting of alfalfa artificial seeds. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant 28(2): 73-80. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02823022 DOI: https://doi.org/10.1007/BF02823022
Gantait, S., S. Bustam y U. R. Sinniah. 2012. Alginate-encapsulation, short-term storage and plant regeneration from protocorm-like bodies of Aranda Wan Chark Kuan ‘Blue’ × Vanda coerulea Grifft. ex. Lindl. (Orchidaceae). Plant Growth Regulation 68(2): 303-311. DOI: https://doi.org/10.1007/s10725-012-9699-x DOI: https://doi.org/10.1007/s10725-012-9699-x
Gantait, S., S. Kundu, N. Ali y N. C. Sahu. 2015. Synthetic seed production of medicinal plants: a review on influence of explants, encapsulation agent and matrix. Acta Physiologiae Plantarum 37(5): 98. DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-015-1847-2 DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-015-1847-2
Gómez-Aguirre, Y. A., A. Zamilpa, M. González-Cortazar y G. Trejo-Tapia. 2012. Adventitious root cultures of Castilleja tenuiflora Benth. as a source of phenylethanoid glycosides. Industrial Crops and Products 36(1): 188-195. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.09.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.09.005
Hernández, F. 1943. Capítulo LI: Del Ahoaxocotl o ciruelo encino. In: Ochoterena, I. (ed.). La historia de las plantas de la Nueva España, Tomo 1, Libro primero, índice general. Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México. Cd. Mx., México. Pp. 50. http://www.ibiologia.unam.mx/plantasnuevaespana/pdf/historia_de_las_plantas_I_1.pdf#page=49 (consultado diciembre de 2018). DOI: https://doi.org/10.5962/bhl.title.146192
Herrera-Ruiz, M., R. López-Rodríguez, G. Trejo-Tapia, B. E. Domínguez-Mendoza, M. González-Cortazar, J. Tortoriello y A. Zamilpa. 2015. A new furofuran lignan diglycoside and other secondary metabolites from the antidepressant extract of Castilleja tenuiflora Benth. Molecules 20(7): 13127-13143. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules200713127 DOI: https://doi.org/10.3390/molecules200713127
Islam, M. S. y M. A. Bari. 2012. In vitro regeneration protocol for artificial seed production in an important medicinal plant Mentha arvensis L. Journal of Bio-Science 20: 99-108. DOI: https://doi.org/10.3329/jbs.v20i0.17722 DOI: https://doi.org/10.3329/jbs.v20i0.17722
Jiménez, M., M. Padilla, Ch. Reyes, L. Espinosa, E. Melendez y A. Lira-Rocha. 1995. Iridoid glycoside constituents of Castilleja tenuiflora. Biochemical Systematics and Ecology 23: 455-456. DOI: https://doi.org/10.1016/0305-1978(95)00027-R DOI: https://doi.org/10.1016/0305-1978(95)00027-R
Jordán, M. y J. Casaretto. 2006. Hormonas y reguladores del crecimiento: auxinas, giberelinas y citocininas. In: Squeo, F. A. y L. Cardemil (eds.). Fisiología Vegetal. Ediciones Universidad de La Serena. La Serena, Chile. 28 pp.
Lata, H., S. Chandra, I. A. Khan y M. A. ElSohly. 2009. Propagation through alginate encapsulation of axillary buds of Cannabis sativa L. an important medicinal plant. Physiology and Molecular Biology of Plants 15(1): 79-86. DOI: https://doi.org/10.1007/s12298-009-0008-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s12298-009-0008-8
Lata, H., S. Chandra, Z. Mehmedic, I. A. Khan y M. A. ElSohly. 2012. In vitro germplasm conservation of high D9-tetrahydrocannabinol yielding elite clones of Cannabis sativa L. under slow growth conditions. Acta Physiology Plantarum 34: 743-750. DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-011-0874-x DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-011-0874-x
López-Laredo, A. R., Y. A. Gómez-Aguirre, V. Medina-Pérez, G. Salcedo-Morales, G. Sepúlveda-Jiménez y G. Trejo-Tapia. 2012. Variation in antioxidant properties and phenolics concentration in different organs of wild growing and greenhouse cultivated Castilleja tenuiflora Benth. Acta Physiologiae Plantarum 34(6): 2435-2442. DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-012-1025-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-012-1025-8
Micheli, M., I. A. Hafiz y A. Standardi. 2007. Encapsulation of in vitro-derived explants of olive (Olea europaea L. cv. Moraiolo): II. Effects of storage on capsule and derived shoots performance. Scientia Horticulturae 113(3): 286-292. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2007.04.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2007.04.001
Morales, E. J. y J. S. Cano. 2012. Semillas sintéticas: El campo del futuro. Ciencia y Desarrollo s.n. http://www.cyd.conacyt.gob.mx/258/articulos/semillassinteticas.html (consultado diciembre de 2018).
Moreno-Escobar, J., S. Bazaldúa, M. Villarreal, J. Bonilla-Barbosa, S. Mendoza y V. Rodríguez-López. 2011. Cytotoxic and antioxidant activities of selected Lamiales species from Mexico. Pharmaceutical Biology 49(12): 1243-1248. DOI: https://doi.org/10.3109/13880209.2011.589454 DOI: https://doi.org/10.3109/13880209.2011.589454
Murashige, T. y F. Skoog. 1962. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures. Physiologia Plantarum 15(3): 473-497. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Nieves, N., J. C. Lorenzo, M. A. Blanco, J. González, H. Peralta, M. Hernández, R. Santos, O. Concepción, C. G. Borroto, E. Borroto, R. Tapia, M. E. Martinez, Z. Fundora y A. González. 1998. Artificial endosperm of Cleopatra tangerine zygotic embryos: A model for somatic embryo encapsulation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 54(2): 77-83. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1006101714352 DOI: https://doi.org/10.1023/A:1006101714352
Nieves, N., Y. Zambrano, R. Tapia, M. Cid, D. Pina1 y R. Castillo. 2003. Field performance of artificial seed-derived sugarcane plants. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 75(3): 279-282. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1025855611981 DOI: https://doi.org/10.1023/A:1025855611981
Prasad, A., M. Singh, N. Prasad, A. Kumar y A. Mathur. 2014. Molecular, chemical and biological stability of plants derived from artificial seeds of Centella asiatica (L.) Urban-An industrially important medicinal herb. Industrial Crops and Products 60: 205-211. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.06.022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.06.022
Rai, M. K., P. Asthana, S. K. Singh, V. S. Jaiswal y T. Jaiswal. 2009. The encapsulation technology in fruit plants-A review. Biotechnology Advances 27(6): 671-679. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2009.04.025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2009.04.025
Rizkalla, A., A. M., M. Badr-Elden, O. El-Sayed, M. I. Nasr y N. M. Esmail. 2012. Development of Artificial Seed Technology and Preservation in Sugar Beet. Sugar Technology 14(3): 312-320. DOI: https://doi.org/10.1007/s12355-012-0146-0 DOI: https://doi.org/10.1007/s12355-012-0146-0
Saiprasad, G. V. S. 2001. Artificial seeds and their applications. Resonance 6(5): 39-47. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02839082 DOI: https://doi.org/10.1007/BF02839082
Salcedo-Morales, G., G. Rosas-Romero, N. Nabor-Correa, K. Bermúdez-Torres, A. R. López-Laredo y G. Trejo-Tapia. 2009. Propagation and conservation of Castilleja tenuiflora Benth. (hierba del cáncer) through in vitro culture. Polibotánica (28): 119-137.
San Andrés, M., R. Chércoles, J. M. de La Roja y M. Gómez. 2010. Factores responsables de la degradación química de los polímeros, efectos provocados por la radiación lumínica sobre algunos materiales utilizados en conservación: primeros resultados. Proceedings XI Jornada de Conservación de Arte Contemporáneo. Museo Nacional Centro de Arte Reina Sofía-Grupo Español de Conservación (GEIIC). Madrid, España, Pp. 331-358.
Sánchez, P. M., M. L. Villarreal, M. Herrera-Ruiz, A. Zamilpa, E. Jiménez-Ferrer y G. Trejo-Tapia. 2013. In vivo anti-inflammatory and anti-ulcerogenic activities of extracts from wild growing and in vitro plants of Castilleja tenuiflora Benth. (Orobanchaceae). Journal of Ethnopharmacology 150(3): 1032-1037. DOI: https://doi.org/10.1016/J.JEP.2013.10.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2013.10.002
Sharma, S., A. Shahzad y J. A. Teixeira da Silva. 2013. Synseed technology-A complete synthesis. Biotechnology Advances 31(2): 186-207. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2012.09.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2012.09.007
Standardi, A. y M. Micheli. 2012. Encapsulation of in vitro-derived explants: an innovative tool for nurseries. In: Lambardi, M., E. Ozudogru y S. Jain (eds.). Protocols for Micropropagation of Selected Economically-Important Horticultural Plants, Chapter IV: Applications of in vitro propagation. Humana Press. Totowa, USA. Pp. 397-418. DOI: https://doi.org/ 10.1007/978-1-62703-074-8 DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-62703-074-8_31
Standardi, A. y E. Piccioni. 1997. Rooting Induction in Encapsulated Buds of M.26 Apple Rootstock for Synthetic Seed. In: Altman, A. e Y. Waisel (eds.). Biology of Root Formation and Development. Basic Life Sciences, vol 65. Springer. Boston, USA. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-5403-5_66 DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-5403-5_66
Sundararaj, S. G., A. Agrawal y R. K. Tyagi. 2010. Encapsulation for in vitro short-term storage and exchange of ginger (Zingiber officinale Rosc.) germplasm. Scientia Horticulturae 125(4): 761-766. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.06.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.06.001
Tacoronte, M., M. Vielma, A. Olivo y N. Chacón. 2017. Efectos de los nitratos y la sacarosa en la propagación in vitro de tres variedades de papa nativa. Revista Colombiana de Biotecnología 19(2): 63. DOI: http://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v19n2.70160 DOI: https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v19n2.70160
Tank, C. D. y G. R. Olmstead. 2008. From annuals to perennials: phylogeny of subtribe Castillejinae (Orobanchaceae). American Journal of Botany 95(5): 608-625. DOI: https://doi.org/10.3732/ajb.2007346 DOI: https://doi.org/10.3732/ajb.2007346
Teixeira da Silva, J. A., Z. Songjun, R. Fernandes, J. Dobránszki, J. C. Cardoso y W. A. Vendrame. 2014. In vitro conservation of Dendrobium germplasm. Plant Cell Reports 33: 1413-1423. DOI: https://doi.org/10.1007/s00299-014-1631-6. DOI: https://doi.org/10.1007/s00299-014-1631-6
Tsvetkov, I., L. Jouve y J. F. Hausman. 2006. Effect of alginate matrix composition on regrowth of in vitro-derived encapsulated apical microcuttings of hybrid aspen. Biologia Plantarum 50(4): 722-724. DOI: https://doi.org/10.1007/s10535-006-0115-0 DOI: https://doi.org/10.1007/s10535-006-0115-0
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