Respuesta morfogenética y variación somaclonal en dos especies de agave regeneradas in vitro

Abstract

El género Agave incluye alrededor de 200 especies y el 75% de éstas tiene como centro de origen a México (Álvarez de Zayas, 1989; Garcia-Mendoza, 2007; Reinchenbacher, 1985; Gentry, 1982).

Las plantas del género Agave tienen dos tipos de reproducción; sexual y asexual (Alfonso-León, 2014). La maduración de la planta para que ocurra la reproducción sexual, dependiendo de la especie, puede variar entre 10-25 años (Monja-Mio et al., 2018; Narváez-Suárez et al.,2016). Existen dos vías de reproducción asexual; por bulbilos, los cuales se desarrollan a partir de la zona meristemática apical que crece en la inflorescencia (Binh et al.,1990) y la propagación por rizoma, siendo esta última la más empleada para establecer plantaciones comerciales de agave, ya que solo tarda 5 años para que la planta comience a producir hijuelos, contrario a la formación de bulbilos donde se debe esperar a que la planta llegue a su madurez completa (Puente-Garza, Gutiérrez-Mora, & García-Lara, 2015).

Sin embargo, la desventaja de la reproducción asexual y la generación de clones por la propagación de rizomas resulta en una baja variabilidad genética en las poblaciones de agave, haciendo el mejoramiento genético de estas plantas un problema muy difícil de resolver (Flores-Benítez et al., 2007).

Entre los usos más comunes del género se encuentra la producción de fermentados y destilados, algunas de las especies más representativas en la elaboración de bebidas emblemáticas de maguey son; la especie A. marmorata empleada para la fabricación de mezcal (Nieto et al., 2016), y para la extracción de pulque se utiliza mayormente A. salmiana (Rodríguez-Ortiz et al., 2014). Debido a la alta demanda actual del mercado en la industria mezcalera así como el auge creciente e interés por el pulque, ambas especies se encuentran bajo amenaza, aunado a ello la urbanización, alteración de su hábitat y baja tasa de reproducción por los ciclos largos de maduración hacen a estas dos especies de interés para su desarrollo y conservación.

Por lo antes mencionado, el uso del cultivo in vitro ofrece una serie de ventajas, como obtener poblaciones con características elite, tolerancia al estrés, libres de patógenos, y antecedentes genéticos estables (Domínguez-Rosales et al., 2008). Esta técnica también puede proporcionar material para la mejora del cultivo, utilizando herramientas de mejoramiento genético (Flores-Benítez et al., 2007).

En la producción de plantas la preocupación más importante es retener la integridad genética de los clones con respecto a la planta madre, ya que la inestabilidad genética es un problema asociado con la industria de la propagación (Pérez-Ponce, 1998). Se sabe que las técnicas de cultivo in vitro podrían inducir inestabilidad genética, es decir, variación somaclonal (Larkin y Scowcroft, 1981). Entre las estrategias para evaluar la variación somaclonal se encuentran la identificación fenotípica y técnicas de análisis de ADN, sin embargo, estos últimos resultan más eficaces, ya que, algunos cambios inducidos por el cultivo in vitro no se pueden detectar visualmente. Cuando esto ocurre, la variación somaclonal puede evaluarse mediante técnicas de análisis de ADN (Palombi y Damiano, 2002). El análisis genético es un complemento importante de los procesos de propagación, por lo que en este trabajo se evaluó el efecto de diferentes técnicas de cultivo in vitro en la morfogénesis de A. salmiana y A. marmorata, así como el estudio de la integridad genética de los clones obtenidos de ambas especies, usando dos tipos de marcadores moleculares: RAPDs y SSRs. Ambos marcadores han sido usados extensamente para evaluar la variación generada por técnicas in vitro (Agarwal et al., 2008; Hashmi et al., 1997; Palombi y Damiano, 2002; Rahman y Rajora, 2001; Zietkiewicz et al., 1994).