Propagación in vitro de Acanthocereus tetragonus (L.) hummelinck (Cactaceae)

Abstract

La especie Acanthocereus tetragonus (Cactaceae) ha sido poco estudiada. Históricamente se ha usado en cercos vivos, como ornamental, medicinal y alimento, aprovechando sus tallos, el botón floral y sus frutos. Generalmente, los cactus se multiplican por semillas o por medios vegetativos tradicionales. Sin embargo, las técnicas de cultivo in vitro proveen ventajas, ya que, una vez que se ha definido el protocolo para una especie, se puede obtener un número mayor de plantas. El objetivo de este estudio fue desarrollar un protocolo de propagación in vitro para la reproducción de A. tetragonus. A pesar de que no se alcanzó a definir el protocolo, se realizaron diferentes estudios que ayudan a orientar la respuesta in vitro de esta especie. Entre los distintos factores evaluados, se estudió el efecto de la concentración de hipoclorito de sodio (NaOCl) en la desinfección de explantes, la combinación de NaOCl y etanol sobre el oscurecimiento de los mismos, el uso de polivinilpirrolidona (PVP) como antioxidante, el efecto de seis concentraciones de 6-bencilaminopurina (BAP), el tiempo de exposición de los explantes a BAP y el uso de meta-topolina (Mtop). También se evaluó el efecto del tipo y posición de los explantes sobre la brotación y la producción espontánea de raíces in vitro. Además, se hicieron cortes histológicos de los brotes producidos in vitro para comprobar su integridad estructural y determinar el sitio de origen de los brotes. Todo lo anterior fue contrastado con el comportamiento in vitro de Hylocereus costaricensis, especie relacionada en la cual se ha logrado la propagación in vitro con éxito. En las pruebas de desinfección no se encontraron diferencias entre tratamientos. Sin embargo, se optó por 1% de NaClO ya que es la concentración más baja con la que se obtienen porcentajes de contaminación aceptables. También, la adición de 0.2% de PVP al medio de cultivo redujo el problema de oscurecimiento presentado en los explantes. Además, se observó que cualquier concentración, entre 20 y 60 μM de BAP, sirve para iniciar la brotación de areolas de A. tetragonus. En cambio, solamente 160 μM de Mtop indujo la brotación en esta especie. Con los cortes histológicos se observó que los brotes se formaron en el surco del lado apical de las espinas, quedando estas en la base. Esto indica que los nuevos brotes eran de origen axilar. Además, se postula que la producción espontanea de raíces posiblemente se debió a la síntesis de novo de auxina provocada por cortes hechos en los explantes.

Acanthocereus tetragonus (Cactaceae) is a species commonly used in different Mesoamerican countries, but it has been understudied. Historically, it has been used for living fences, as ornamental, source of medicine and food by consuming its stems, the floral buds, and its fruit. Generally, cacti are multiplied by sexual propagation, through seeds, or by traditional vegetative means. However, in vitro culture techniques provide advantages once a protocol for a species is defined because a greater number of plants can be obtained. The aim of this study was to develop an in vitro propagation protocol for the reproduction of A. tetragonus. Although the protocol could not be defined, different studies were carried out to help guiding the in vitro response of this species. Among the different factors evaluated, the effect of the concentration of sodium hypochlorite (NaOCl) on the disinfection of explants, the combination of NaOCl and ethanol on browning of the explants, the use of PVP as an antioxidant, the effect of six concentrations of 6-benzylaminopurine (BAP), the time of exposure of the explants to BAP and the use of meta-topoline (Mtop) for shoot induction were studied. The effect of the type and position of the explants, the histology of the shoots produced in vitro, and the spontaneous in vitro rooting were also evaluated. All this was compared with the in vitro response of Hylocereus costaricensis, a related species that has been successfully propagated in vitro. Main results show that 1% NaOCl succeeds in disinfecting the explants but it is necessary to add 0.2% of PVP to the culture medium to counteract the explant oxidation. It was also observed that areole sprouting starts with any BAP concentration between 20 and 60 μM, producing one shoot per explant, while only 160 μM Mtop is effective. The histological analysis showed that the shoots formed in the groove of the apical side of the spines. These observations confirm that new shoots are of axillary origin. In addition, the observed spontaneous root production was possibly due to de novo synthesis of auxin caused by cuts made in the explants.