In vitro plant regeneration of Spartina argentinensis Parodi

Abstract

Spartina argentinensis Parodi es la especie dominante en comunidades halófitas que ocupan alrededor de 20.000 km2 en la Provincia de Santa Fe, Argentina. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un método simple para la regeneración de plantas in vitro de S. argentinensis que podría ser utilizado para la investigación básica y aplicada. Se utilizaron como explantes, segmentos basales de hojas de plantas jóvenes y maduras, puntas de raíces e inflorescencias inmaduras. El medio de cultivo utilizado para callos, brotes e inducción de raíces consistió en la base salina de Murashige y Skoog (MS) suplementado con diferentes reguladores del crecimiento vegetal (2,4-D; BAP ó ANA). La mayoría de los explantes (con excepción de las puntas de raíces) mostró una proliferación celular y formación de callos después de 30 días de cultivo. Sólo las inflorescencias inmaduras regeneraron brotes y raíces cuando los callos se incubaron en sales MS con 2,4-D y BAP (0,1 y 0,01 mg.l-1, respectivamente), posteriormente los callos se transfirieron a medio de inducción de brotes (sales MS, 0,5 mg.l-1 BAP) y luego a medios de inducción de raíz (MS y 0,5 mg.l-1NAA). Las plantas regeneradas se evaluaron para detectar anomalías morfológicas y el contenido de lignina de sus hojas. El análisis histológico de los callos mostró que los brotes y las raíces se originaron vía organogénica. Un bajo porcentaje de las plantas regeneradas mostraron deficiencia de clorofila (plantas albinas) y otras anomalías morfológicas. Entre las plantas regeneradas se detectaron variaciones significativas en el contenido de lignina. El protocolo que se describe en este trabajo podría ser utilizado para la regeneración in vitro de plantas de S. argentinensis y la selección de variantes somaclonales para futuros planes de mejoramiento

Spartina argentinensis Parodi is the dominant species of the temporally-flooded halophyte communities of the Santa Fe Province, Argentina. It occupies around 20,000 km2 and it is mainly used as low-cost impute forage for cattle production. The objective of this work was to develop a simple method for in vitro plant regeneration of S. argentinensis that could be used for fundamental and applied research. Leaf-basal segments from both young and mature plants, roots tips and immature inflorescences were used as explants. Culture media for calli, shoot, and root induction consisted of Murashige & Skoog salts supplemented with different plant growth regulators (2,4-D; BAP or ANA). Most of the explants (with the exception of root tips) showed cell proliferation and calli formation after 30 days of culture. However, only immature inflorescences responded to shoot and root induction when calli were incubated on MS salts plus 2,4_D and BAP (0.1 and 0.01 mg.L-1, respectively), transferred to shoot inductionmedia (MS salts plus BAP, 0.5 mg.L-1) and then to root induction media (MS slts plus NAA 0.5 mg.L-1). Regenerated plants were evaluated for morphological abnormalities and lignin content. Historical analysis of regenerating calli showed that shoots and roots originated via organogenesis. A low proportion of regenerated plants resulted with deficiency in chlorophyll (albino plants) and other morphological abnormalities. Interestingly, significant variations in the lignin content were detected between regenerated plants. The protocol described in this work could be used ordinarily for S. argentinensis in vitro plant regeneration and selecting somaclonal variants for breeding purposes.