Cultivo in vitro de tejidos vegetales en Phaseolus sp
2013-03-26
Los frijoles (Phaseolus spp.) constituyen uno de los cultivos más ancestrales del nuevo mundo, domesticados hace más de 7 000 años en dos centros de origen: uno Mesoamericano (México-América Central) y otro en la región Andina (Guidolin, 2003).
Durante milenios los agricultores cultivaron diversos tipos de frijol como barrera viva contra la seca, el ataque de plagas y enfermedades. Este proceso produjo una alta variabilidad genética, casi ilimitada con una gran variedad de colores, textura y tamaño del grano, viniendo a encontrar las condiciones de plantación y preferencias de sabor de diferentes regiones del mundo (Popelka et al., 2004). Representan el segundo cultivo con más área plantada en todo el mundo, solo superado por el millo (Pennisetum spp). La producción total excede los 23 millones de toneladas métricas de la cual, siete millones de toneladas métricas son producidas en América Latina y África (Broughton et al., 2003). En los países de Asia, África y América Latina, representan una de las principales fuentes calórico-proteica para cerca de 500 millones de personas. En la mayor parte de estos países la proteína de origen vegetal, ocupa más del 80 % del total de proteínas de la dieta humana (Araujo et al., 1996). En Cuba se cultivan aproximadamente 52 000 hectáreas de frijol sin incluir las áreas dedicadas al autoabastecimiento. La producción estatal cubre el 5% de la demanda, lo que exige la importación de 120 mil toneladas anuales del grano, equivalente a 40 millones de dólares (Echemendía, 2003). Los hongos fitopatógenos del suelo, entre los que se encuentran, Rhizoctonia solani Kühn, Fusarium solani f. sp. phaseoli y Sclerotium rolfsii Sacc, producen daños en sus hospederos con una amplia variedad de síntomas (manchas cloróticas y necróticas, podredumbres, y marchitamientos), provocando un pobre establecimiento de las plantas, muerte prematura y finalmente bajos rendimientos. Por ello, la introducción de genes que mejoren las características agronómicas, como resistencia a plagas y enfermedades mediante Ingeniería Genética, permite en corto tiempo la introducción de genes de interés sin la necesidad de cruzamientos que en programas de mejoramiento genético convencional pueden durar años (Guidolin, 2003 y Azurdia et al., 1999). Las denominadas biotecnologías, basadas en el uso de la Ingeniería Genética, han posibilitado importantes avances en el mejoramiento genético; pero para que ello ocurra es necesario contar con sistemas de regeneración in vitro a partir de células indiferenciadas que brinden como producto final la formación de plantas (Medina et al., 2003). En leguminosas, familia de gran interés comercial, se ha intentado establecer un procedimiento eficiente de regeneración y transformación genética en algunas variedades. Sin embargo, los procesos de regeneración in vitro empleados en otras especies vegetales no han sido eficientes en este cultivo (Nagl et al, 1997; Dillen et al., 2000). En la especie Phaseolus acutifolius, una de las cinco especies domesticadas de este género, se ha logrado la transformación genética y la regeneración de plantas vía organogénesis, basado en la regeneración de callos y transferencia de genes mediante Agrobacterium tumefaciens (Zambre et al., 2005) y luego mediante cruzamiento de estos individuos con la especie P. vulgaris ha permitido obtener plantas de frijol común con los genes de interés (Mejía-Jiménez et al., 1994). A continuación, brindamos al lector una breve reseña sobre las generalidades en el cultivo de tejido in vitro, fundamentalmente en especies de Phaseolus con mayor interés en el P. acutifolius. Revisión bibliográfica Generalidades El género Phaseolus sensus stricto, comprende alrededor de 180 especies, de las cuales solamente cinco fueron domesticadas: Phaseolus acutifolius A Gray (frijol tepari), Phaseolus coccineus L (frijol botil), Phaseolus lunatus L (frijol lima), Phaseolus polyanthus G (frijol piloy) y Phaseolus vulgaris L (frijol común) (Debouck, 2000). Dentro del género Phaseolus existen diferentes grupos naturales o acervos genéticos. El acervo genético primario, incluye las variedades silvestres y cultivadas de P. vulgaris, entre ellas se cruzan y se recombinan genes sin ninguna barrera genética. El acervo secundario incluye, P. coccineus, P. costaricensis y P. polyanthus. En el acervo genético terciario se encuentran, P. acutifolius, P. parvifolius, P. filiformis y P. angustissimus, que podrían ser ancestros en la evolución del frijol común; en todos los cruzamientos realizados con estas especies es necesario el rescate de embriones y los híbridos iniciales son estériles (Rodrigo, 2000; De la Rosa, 2003).