Bioactividad de Tolypothrix tenuis (CYANOBACTERIA) en el contenido de pigmentos de plántulas de arroz durante su regeneración

STELLA ANA MARÍA; GARCÍA ILEANA; STORNI MÓNICA; ZULPA GLORIA; ZACCARO MARÍA C

Córdoba. Argentina

Congreso; XXIII Reunión Argentina de Fisiología Vegetal; 2000

Sociedad Argentina de Fisiología Vegetal.

  BIOACTIVIDAD DE Tolypothrix tenuis (CYANOBACTERIA) EN EL CONTENIDO DE PIGMENTOS DE PLANTULAS DE ARROZ DURANTE SU REGENERACION. Ana M. Stella*, Ileana V. García, Mónica Storni, Gloria Zupla y María Cristina Zaccaro. Dpto de Ciencias Biológicas, Laboratorio de Fisiología Vegetal y Biología de Cyanobacteria. * Dpto de Química Biológica (CIPYP). Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. Int. Güiraldes 2620 (C 1428 EHA). Bs. Aires. Argentina. E-mail: cyanob@bg.fcen.uba.ar Tel: 54 11 4576-3300, Fax 54 11 4576-3384.   INTRODUCCIÓN La regeneración eficiente de plantas es un objetivo fundamental de muchos estudios en cultivo de tejidos. Entre los factores que afectan la frecuencia de regeneración de plántulas de arroz están: la concentración de agentes gelificantes, osmóticos y las combinaciones específicas de reguladores del crecimiento vegetal (Tsukara e Hirosawa, 1922). Las cianobacterias generan numerosos compuestos con actividad biológica. Wake et al. (1991-1992) demostraron la estimulación de la embriogénesis somática en cultivos de células de Daucus carota por estractos de cianobacterias marinas y estudiaron los cambios en la relación de las clorofilas a y b durante la regeneración de plántulas. Basándonos en la hipótesis de que los productos extracelulares de cianobacterias pueden estimular la síntesis de pigmentos durante la regeneración vegetal, el objetivo del presente trabajo ha sido estudiar el efecto de productos liberados al medio de cultivo por una cianobacteria aislada de arrozales de Argentina sobre el contenido de clorofilas, carotenoides y la actividad específica de 5-aminolevúlico dehidrasa de callos embriogénicos de arroz. Este trabajo se realiza también, con miras a la detección de productos naturales que faciliten la propagación clonal de plántulas con una frecuencia similar a la obtenida a partir de embriones cigótico.   MATERIALES Y MÉTODOS Obtención de callos: embriones maduros de arroz (Oryza sativa cv. Yerua PA) estériles se colocaron en frascos de vidrio de 150 mL conteniendo 25 mL de medio MS (Murashige & Skoog, 1962) suplementado con 3 mg/L de 2,4D, 30 g/L de sacarosa y 7,5 g/L de agar. Permanecieron en oscuridad a 26±1 °C. Los callos embriogénicos fueron repicados en el mismo medio cada 25 días, hasta los 83 días. Productos extracelulares cianobacterianos (PE): Tolypothrix tenuis se cultivó en medio de Watanabe modificado, bajo un régimen de luz contínua de 45 mmol de fotones. m-2. s-1  y a 27±1 °C. A los 12 días mediante centrifugación se separó la biomasa (8,99 g) y el medio de cultivo (600 mL, pH7) conteniendo los PE. Regeneración de plántulas: Control: callos en medio MS suplementado con 0.5 mg/L de bencil adenina (BA). Tratamiento 1 (T1): MS adicionado con 5 mL de PE esterilizado con filtros de acetato de celulosa de 0.22 mm de diámetro de poro. Tratamiento 2 (T2): idem anterior pero con PE esterilizado en autoclave. Todos los frascos se mantuvieron a 26±1 °C, bajo un fotoperíodo de 16:8 hs (luz:oscuridad) y una intensidad lumínica de 45 mmol de fotones. m-2.s-1. Los callos se repicaron cada 30 días. Parámetros bioquímicos: El contenido de clorofilas y carotenoides se determinó de acuerdo a Lichtenthaler y Wellburn (1983) e el del ALA-D según Stella (1977).   RESULTADOS Tabla 1: Crecimiento promedio de callos en MS+2,4D, a los 83 días.     PS (mg) PF (mg) IC (L+AL+AN) (cm3) PS/PF M±DS 19.82±1.50 75.53±4.22 0.70±0.12 0.25   M (media), DS (desviación standard). Pesos seca (PS) y fresco (PF), relación entre ambos y el índice de crecimiento (IC) de los callos. L= largo, AL= alto y AN= ancho de los callos.     Tabla 2: Determinación de clorofilas y carotenoides de T1 y T2, a 90 y 30 días de tratamiento respectivamente (n=3).         T1 T2 BA T. tenuis BA T. tenuis Ca (mg/gr) 14.13±0.12 5.06±0.16 19.66±0.15 14.19±0.20 Cb (mg/gr) 17.12±0.13 2.38±0.12 10.39±0.12 7.02±0.12 TOTAL (mg/gr) 31.25±0.21 7.68±0.20 30.06±0.12 21.21±0.12 Ca/Cb 0.93 1.91 1.96 2.01 Carotenoides 3.94±0.12 2.42±0.12 6.21±0.12 4.96±0.12     Tabla 3: Observaciones macroscópicas a los 12 días en porcentaje sobre 24 callos (T2).     BA (%) T. tenuis (%) Puntos verdes 41.67 54.17 Raíces 37.50 20.83 Puntos blancos 25.00 25.00 Sin diferenciación 25.00 29.17   Se realizaron fotografías, se fijaron callos con los distintos tratamientos en FAA para realizar cortes histológicos y se reservaron PE para estudiar sus características químicas.   DISCUSIÓN La obtención de los PE de acuerdo a los dos tratamientos muestra que el T2 (esterilización por calor) es más efectivo para promover la regeneración como lo indican los valores de clorofila, carotenoides, así como la actividad de ALA-D (datos no mostrados). Es interesante señalar que con T2 en menos tiempo, el contenido total de clorofilas alcanza al 75% del testigo (BA), mientras que con T1 solo el 33%. Por lo tanto los productos con mayor actividad pueden ser sustancias con actividad hormonal así como compuestos de otra naturaleza química que puedan quedar retenidos por la filtración (T1) y/o que puedan producirse a partir de moléculas de mayor tamaño por efecto de la temperatura (aminoácidos, azúcares).   REFERENCIAS *Lichtenthaler, H.; Wellburn, A. (1983) Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochem Soc Trans 11:591-592. *Murashige, T.; Skoog, F. (1962) A revised medium for rapid growth and bioassaus with tobacco tissue cultures. Physiol Plant 15:473-497. *Tsukuhara, M; Hirosawa, T. (1992) Simple dehydration treatment promotes plantlet regeneration of rice (Oryza sativa L.) callus Plant Cell Reports 11:550-553. *Stella, A (1977) Estudios sobre la enzima delta aminolevúlico dehidrasa. Tesis doctoral de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. *Wake, H; Utmetsu, H; Ozeki, Y; Shimomura, K; Matsunaga, T. (1991) Extracts of Marine cyanobacteria stimulated somatic embryogenesis of Daucus carota L Plant Cell Reports 9:655-658. *Wake, H; Akasaka, A; Utmetsu, H; Ozeki, Y; Shimomura, K; Matsunaga, T. (1992) Promotion of Plantlet formation from somatic embryos of carrot treated with a high molecular weight extract from a marine cyanobacterium Plant Cell Reports 11:62-65.