Induction of callogenic structures in in vitro and ex vitro explants of Cinchona officinalis L
DOI:
https://doi.org/10.54753/blc.v16i1.2633Keywords:
Cinchona officinalis, disinfection, callus formation, micropropagationAbstract
Cinchona officinalis L., an emblematic species of southern Ecuador that has been historically overexploited and has a low capacity for natural regeneration, was the subject of this study. The study evaluated the disinfection of plant material ex vitro (greenhouse) and the interaction of auxins and cytokinins to induce callus-forming structures using both in vitro (laboratory) and ex vitro material. A completely randomized design was used in both cases. The first phase tested four concentrations of NaClO (10, 15, 20, and 25 % for 10 minutes). The greatest contamination control results were obtained with T3 and T4, with 93 % and 80 % efficiency, respectively. The phenolization rate of T3 was 80 %. In the second phase, five NAA/KIN treatments (0-10 mg L⁻¹ NAA + 0-0.5 mg L⁻¹ KIN) were evaluated for obtaining callus-forming structures. Explants with 1 cm midribs/leaves were inoculated and incubated in total darkness for 90 days. The results showed superiority in T1-T4 (76-100 %) compared to the 13-33 % obtained from ex vitro material. Contamination was negligible (except for 7 % in T3) in vitro, versus 60-80 % ex vitro. Rhizogenesis was higher in T3-T4 (46-70 roots/callus in vitro vs. 28-33 ex vitro). High phenolic content (72 % in vitro, 92 % ex vitro) was identified as a critical barrier. The combination of 20 % NaClO, antioxidants, and a balanced NAA/KIN ratio (5–10 ± 0.5 mg L⁻¹) in vitro plantlets was shown to be effective in stimulating callus formation and micropropagation of cinchona.References
Arbizu, C., Ferro-Mauricio, R., Chávez-Galarza, J., Guerrero-Abad, J., Vásquez, H., & Maicelo, J. L. (2021). The complete chloroplast genome of the national tree of Peru, quina (Cinchona officinalis L., Rubiaceae). Mitochondrial DNA Part B, 6(9), 2781-2783. https://doi.org/10.1080/23802359.2021.1969697
Armijos-González R, Pérez-Ruiz C (2016) In vitro germination and shoot proliferation of the threatened species Cinchona officinalis L (Rubiaceae). J Forestry Res 27(6):1229–1236. https://doi.org/10.1007/s11676-016-0272-8
Armijos-González, R., Ramón, P. & Cueva-Agila, A. Cinchona officinalis L. ex situ conservation by in vitro slow growth and cryopreservation techniques. Plant Cell Tiss Organ Cult 158, 6 (2024). https://doi.org/10.1007/s11240-024-02784-8
Azofeifa, Á. (2009). Problemas de oxidación y oscurecimiento de explantes cultivados in vitro. Agronomía mesoamericana, 20(1), 153-175. https://doi.org/10.15517/am.v20i1.4990
Bogado, F. A., Vera Bravo, C., Ayala, P. G., Sansberro, P. A., & Luna, C. V. (2016). Uso de distintos desinfectantes superficiales para el establecimiento in vitro de segmentos nodales de Grevillea robusta. Ciencias Agronómicas, 16(27), 11–16. https://ri.conicet.gov.ar/handle/11336/25301
Camacho, J. (2023). Formación de estructuras callogénicas en explantes obtenidos de vitroplantas de Cinchona officinalis L., en condiciones de fotoperíodo y oscuridad. [Tesis de pregrado, Universidad Nacional de Loja]. Repositorio Digital - Universidad Nacional de Loja. https://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/26058
Caraguay. K, Eras, V, González, D, et al. (2016). Potencial reproductivo y análisis de calidad de semillas de Cinchona officinalis L., provenientes de relictos boscosos en la Provincia de Loja – Ecuador. Rev. Investig. Altoandin. Vol. 18 Nro. 3: 271- 280. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5645611
Castillo, A. (2004). Propagación de plantas por cultivo in vitro: una biotecnología que nos acompaña hace mucho tiempo. INIA, Investigadora, Unidad de Biotecnología. https://ainfo.inia.uy/digital/bitstream/item/410/1/111219220807102417.pdf
Cupueran, F, Barragán, O, Insuasti, J, Barrigas, D, y Soto, C (2021). Producción de plantas in vitro de quina (Cinchona officinalis): una revisión de plantas in vitro de quina (Cinchona officinalis): una revisión. Revista Biorrefinería Vol., 4 (4). https://cebaecuador.org/wp-content/uploads/2022/01/13.pdf
Díaz, G. (2012). Procesos morfogénicos in vitro de Cedro (Cedrela montana Mortiz ex Turcz.) Inducidos a partir de semillas, para propagación y conservación de germoplasma. [Tesis pregrado, Universidad Nacional de Loja]. Repositorio Digital - Universidad Nacional de Loja. https://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/5343
Díaz Lezcano, M. I., Rodas Ramírez, J. M., González Segnana, L. R., & Vera de Ortiz, M. (2020). Establecimiento in vitro de segmentos nodales de Handroanthus heptaphyllus de flores blancas. Biotecnología Vegetal, 20(3), 203-210. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2074-86472020000300203&lng=es&nrm=iso
Duque, J. P. (2010). Biotecnología. Netbiblo. https://bit.ly/3S1PWYG
Eras-Guamán, V., Moreno, J., Yaguana, M., Poma, R., y Paredes, D. (2019). Balance hormonal para la fase de brotación y enraizamiento in vitro de explantes de Cinchona officinalis L., provenientes de relictos boscosos de la provincia de Loja. Bosques Latitud Cero, 9(1), 58-68. https://revistas.unl.edu.ec/index.php/bosques/article/view/586
Eras-Guamán, V. H., Moreno-Serrano, J., Méndez-Montaño, K., Yaguana-Arévalo, M., y Angamarca, R. A. P. (2019). Procesos biotecnológicos para la formación de callos y estructuras de novo de Cinchona officinalis L. provenientes de relictos boscosos de la provincia de Loja. Bosques Latitud Cero, 9(2), 20-28. https://revistas.unl.edu.ec/index.php/bosques/article/view/682
Eras-Guamán, V. H., Moreno-Serrano, J., Yaguana-Arévalo, M., Poma Angamarca, R., y Guartanza-Loja, J. A. (2020). Inducción in vitro de estructuras callogénicas en Cinchona officinalis L. Bosques Latitud Cero, 10(1), 14–28. https://revistas.unl.edu.ec/index.php/bosques/article/view/714
Eras Guamán, V. H., Moreno Serrano, J. A., Yaguana Arévalo, M., Poma Angamarca, R. A., y Cueva Coronel, C. M. (2021). Inducción in vitro de raíces de Cinchona officinalis L., a partir de vitroplantas. Bosques Latitud Cero, 11(2), 43–52. https://revistas.unl.edu.ec/index.php/bosques/article/view/1006
Espinosa, A., Silva, J., Sariego, S., Cholo Masapanta, L., y Delgado, H. (2012). Efecto del tipo de explante y la concentración de ácido 2, 4-diclorofenoxiacético en la formación de callos en Morus alba L. Pastos y Forrajes, 35(4), 407-416. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942012000400006&lng=es&nrm=iso
García, D., Ocampo, M., y Mesa, N. (2015). Estandarización del protocolo de desinfección para la micropropagación de Aspidosperma polyneuron. Revista Colombiana de Biotecnología, 17(2), 76-84. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v17n2.54277
Garmendia, A. (2005). El árbol de la quina (Cinchona spp.): distribución, caracterización de su hábitat y arquitectura. 187. bit.ly/3NNKohS
González Valdiviezo, K., Eras Guamán, V. H., Moreno Serrano, J., Minchala Patiño, J., Yaguana Arévalo, M., y Valarezo Ortega, C. (2018). Procesos biotecnológicos para la inducción de callos a partir de vitroplantas de Cinchona officinalis L., a nivel de laboratorio en la provincia de Loja, Ecuador. Tzhoecoen, 10(2), 299-312. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8152310
Gu, M., Li, Y., Jiang, H., Zhang, S., Que, Q., Chen, X., & Zhou, W. (2022). Efficient In Vitro Sterilization and Propagation from Stem Segment Explants of Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) I.M. Johnst, a Multipurpose Woody Plant. Plants, 11(15), 1937. https://doi.org/10.3390/plants11151937
Hernández, Y., y González, M. (2010). Efectos de la contaminación microbiana y oxidación fenólica en el establecimiento in vitro de frutales perennes. Instituto Nacional de Ciencias Agropecuarias (INCA), 31, 88–100. https://doi.org/0258-5936
Levitus, G., Echenique, V., Rubinstein, C., Hopp, E., & Mroginski, L. (2010). Biotecnología y mejoramiento vegetal II. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, Argentina, 258.
Liu et al. (2024) Liu, C., Fan, H., Zhang, J., Wu, J., Zhou, M., Cao, F., Tao, G., & Zhou, X. (2024). Combating browning: mechanisms and management strategies in vitro culture of economic woody plants. Forestry Research, 4, e032. https://doi.org/10.48130/forres-0024-0026
López Correa, J. E., y Botero, L. R. (2015). Cultivo in vitro de la especie forestal amenazada Peltogyne purpurea Pittier. Universidad Nacional de la Plata. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/58549
López, N. (2016). Evaluación del paisaje y recursos escénicos después de 350 años de explotación de la “cascarilla" o “quina” Cinchona officinalis L. (Rubiaceae) en el sector Cajanuma-Rumishitana, Ecuador. Arnaldoa, 23(2). https://doi.org/10.22497/668
Martínez, M., Hernández, C., y Restrepo, L. (2007). Estandarización de un protocolo para la obtención de callos friables de borojó (Borojoa patinoi Cuatr.) fase I. Revista Colombiana de Biotecnología. ISSN: 0123-3475. https://www.redalyc.org/pdf/776/77690205.pdf
Medina, J., y Catarí, E. (2022). Caracterización química de la corteza del árbol de la Quina (Cinchona officinalis) para su consideración como materia prima lignocelulósica. Ciencia en Revolución, 8(23), 36-59. https://cienciaenrevolucion.com.ve/index.php/cienciaenrevolucion/article/view/60
Murashige T., Skoog F. (1962). A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. Physiologia Plantarum. 15 (3): 473-497. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Oran, S., Althaher, A., & Mubarak, M. (2022). Cinchona officinalis (cinchona Tree) and Corylus avellana (common hazel). In Herbs, Shrubs, and Trees of Potential Medicinal Benefits (pp. 377-394). CRC Press. DOI:10.1201/9781003205067-19
Parveen, S., Maurya, N., Meena, A. y Luqman, S. (2024). Cinconina: un agente farmacológico versátil derivado de alcaloides naturales de la quina. Temas actuales en química medicinal, 24 (4), 343-363. 10.2174/0115680266270796231109171808
Ramírez, L., Granados, J., y Carreño, N. (2014). Evaluación del efecto de tratamientos de desinfección con hipoclorito de sodio sobre segmentos nodales de Guadua angustifolia Kunth para el establecimiento del cultivo in vitro. Dialnet. 5(1), 1-15. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5344976
Regalado, A., Paccha, E., Álvarez, O., y Montaño, T. (2020). Comportamiento de las concentraciones de PM10 en la ciudad de Loja-Ecuador y su relación con variables meteorológicas. Journal of Science and Research, 5(1), 137-148. https://revistas.utb.edu.ec/index.php/sr/article/view/755
Rodríguez-Layza, J., Gonzales-Arteaga, J. J., Romero-Rivas, L. C., y Párraga-Quintanilla, A. (2021). Establecimiento in vitro de café var. caturra roja a partir de microesquejes. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 5(5), 8132-8148. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v5i5.894
Rodríguez Beraud, M. M., Latsague Vidal, M. I., Chacón Fuentes, M. A., & Astorga Brevis, P. K. (2014). Inducción in vitro de callogénesis y organogénesis indirecta a partir de explantes de cotiledón, hipocótilo y hoja en Ugni molinae. Bosque (Valdivia), 35(1), 111-118. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-92002014000100011
Romero, J. (2015). Rasgos morfológicos de frutos, semillas y embriones de Cinchona officinalis L. (Rubiaceae) en el sur del Ecuador. Revista Ecuatoriana de Medicina y Ciencias Biológicas, 36(1-2), 27-35. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6369414
Sánchez-Calvo, L., y Alvarenga-Venutolo, S. (2015). Callogénesis y establecimiento del cultivo de células en suspensión de Uncaria tomentosa (Willd.) DC (uña de gato). Revista Tecnología en Marcha, 28(1), 105-120. https://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0379-39822015000100105&lng=en&nrm=iso
Sánchez, R. y Luberli, J. (2023). Efecto de tres dosis y dos reguladores de crecimiento en la propagación in vitro de Cinchona officinalis L. (Rubiaceae)-Cajamarca. http://hdl.handle.net/20.500.14074/6217
Sánchez-Santillan, T., Meléndez-Mori, JB, Morales-Rojas, E., Chichipe-Puscan, AK, Oliva-Cruz, SM y Huaman-Vela, MH (2021). Multiplicación clonal del árbol de quina (Cinchona officinalis L.): una alternativa para conservar el árbol nacional del Perú. 33(3) 215-222. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8135617
Serrano, J. A. M., Ruíz, C. P., Fierro, I. M., & Fierro, J. M. (2019). Effect of culture medium on morphogenic processes in vitro in Cinchona officinalis L. Revista de la Facultad de Ciencias Agrarias UNCuyo, 51(1), 55-68. https://revistas.uncu.edu.ar/ojs3/index.php/RFCA/article/view/2337
Setiawan et al. (2020) Setiawan, R. B., Rahmah, M., Trisnia, H., Chaniago, I., Syukriani, L., Yunita, R., & Jamsari, J. (2020). Embryogenic callus induction of coffee [Coffea arabica L.] on several plant growth regulator concentration and incubation temperature. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 497, 012012. https://doi.org/10.1088/1755-1315/497/1/012012
Sharry, S. (2015). Plantas de probeta. Editorial de la Universidad Nacional de La Plata (EDULP). ISBN: 978-950-34-1254-1 https://doi.org/10.35537/10915/46738
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