Efecto de la modulación hormonal en el cultivo de microsporas de Brassica napus

Abstract

[ES] La obtención de individuos dobles haploides (DHs) es una útil alternativa a las técnicas convencionales de mejora genética vegetal para la obtención de líneas puras, necesarias para producir semilla híbrida comercial a gran escala. De los distintos abordajes biotecnológicos disponibles para generar líneas DH, el cultivo de microsporas aisladas para inducir su desarrollo como embriones haploides y DH es la técnica más utilizada y eficiente. Siempre y cuando, eso sí, estén optimizados los protocolos para ello. La regulación de los niveles de las distintas hormonas vegetales es clave para un correcto desarrollo del embrión cigótico dentro de la semilla. Es lógico suponer que, en el caso de la embriogénesis in vitro, la situación será parecida. De hecho, en casi todas las especies en las que la embriogénesis de microsporas es posible, resulta necesario añadir distintos niveles de hormonas al medio de cultivo. Resultados previos de nuestro grupo demostraron que genotipos con distinta eficiencia en la respuesta a la embriogénesis de microsporas, muestran también perfiles hormonales muy distintos durante la inducción y el desarrollo embriogénico. De esto se deduce que tratar de imitar los perfiles hormonales de los genotipos de alta respuesta en los medios de cultivo de microsporas de genotipos de baja respuesta, podría incrementar la respuesta de estos últimos. En este trabajo se realizaron ensayos de modulación de los niveles hormonales durante el cultivo de microsporas de dos líneas de colza (Brassica napus) con diferente respuesta a la inducción de embriogénesis. En diferentes etapas del cultivo de microsporas, se modularon los niveles de las principales hormonas implicadas en la embriogénesis, el ácido indolacético (IAA) y el ácido abscísico (ABA), añadiéndolas directamente al cultivo para incrementar sus niveles, o añadiendo inhibidores específicos para reducir dichos niveles. El efecto de la modulación se midió sobre la producción de embriones derivados de microsporas en las dos líneas.

[EN] The generation of doubled haploid (DH) individuals is a useful alternative to conventional plant breeding techniques for production of pure lines, necessary to produce commercial hybrid seed at a large scale. Among the different biotechnological approaches available to generate DH lines, in vitro microspore culture to induce their development as haploid and DH embryos is the most widely used and efficient technique. Provided, however, that the protocols are optimized for this purpose. The regulation of the levels of the different plant hormones is key for the correct development of the zygotic embryo inside the seed. Reasonably, in the case of in vitro embryogenesis, the situation would be similar. In fact, in almost all species where microspore embryogenesis is possible, different levels of hormones must be added to the culture medium. Previous results from our group showed that genotypes with different efficiency in their microspore embryogenesis response also show very different hormone profiles during embryogenic induction and development. Thus, trying to mimic the hormonal profiles of high-response genotypes in the microspore culture media of low-response genotypes could increase the response of the latter. In this work, we modulated the levels of hormones during microspore culture in two Brassica napus lines with different responses to embryogenesis induction. At different stages of the culture, the levels of the main hormones involved in embryogenesis, índole acetic acid (IAA) and abscisic acid (ABA), were modulated by adding them directly to the culture to increase their levels, or by adding specific inhibitors in order to reduce their levels. The effect of modulation was measured on the basis of the production of microspore-derived embryos in the two lines.