Cruzamientos interespecíficos en Alstroemeria sp. y rescate de embriones in vitro como base del mejoramiento genético de la especie.

Abstract

La flora chilena es reconocida a nivel mundial tanto por su belleza como por su variada riqueza taxonómica y alto grado de endemismo. Dentro de ella, las alstroemerias pertenecen a un grupo numeroso de especies que presentan una gran variabilidad genética, lo que ha permitido el gran interés científico de países desarrollados, potenciando su valor económico y ornamental, para el uso de flor de corte, maceta y paisajismo. En Chile, se han comenzado a implementar programas de fitomejoramiento genético, valorando el significado de sus recursos y su grado de conservación, realizándose diversos trabajos de investigación empleando variadas técnicas de mejoramiento genético y de laboratorio, entre ellas, el rescate de embriones. El uso de esta técnica es debido a la incompatibilidad y a las barreras postcigóticas que se generan en los cruzamientos interespecíficos, produciendo de esta manera el aborto de sus embriones. Se realizaron autopolinizaciones y cruzamientos interespecíficos entre las especies diploides chilenas Alstroemeria magnifica Herbert ssp. magnifica, A. pelegrina L. y A. pulchra Sims ssp. pulchra, rescatando los embriones in vitro de cada combinación, a los 7, 14 y 21 días después de la polinización (DDP). Se evaluaron 2 procedimientos de rescate: embriones enteros con placenta y embriones sin placenta con su endosperma dividido. Para ello, se utilizó un medio MS (Murashige & Skoog, 1962) a mitad de concentración de sales y pH 5,7 en un período de 2 meses bajo oscuridad hasta lograr la germinación. Luego, los embriones germinados fueron llevados a un medio MS de crecimiento con un ¼ de concentración de sales, pH 5,7 más 0,02 ppm de benzilaminopurina (BAP) por 2 a 4 semanas adicionales hasta el estado de plántula. Los resultados mostraron que el procedimiento de rescate de embriones no presenta diferencias entre los cruzamientos aquí descritos, a excepción de A. magnifica x A. pulchra. En este último caso, el mejor procedimiento fue sin placenta con su endosperma dividido a los 14 DDP. En tanto, el mejor momento de rescate de embriones fue a los 21 DDP en la autopolinización de A. magnifica junto a la combinación de A. pelegrina x A. magnifica. La especie A. pulchra, como progenitor femenino, presentó incompatibilidad en los cruzamientos interespecíficos. Sin embargo, se observó una afinidad con A. magnifica y A. pelegrina solamente al ser utilizada como progenitor masculino. Las especies A. magnifica y A. pelegrina, resultaron ser compatibles entre sí por medio de combinaciones recíprocas. De las 81 flores polinizadas, se obtuvo un total de 1.369 embriones, de los cuales, 214 de ellos germinaron en forma anormal (15,63%) y sólo 4 formaron plántulas normales (0,29%), 2 correspondientes al cruzamiento de A. pelegrina x A. magnifica y 2 a la autopolinización de A. pulchra. También se observó un 8,03% de formación de callos. En definitiva, fue posible recuperar híbridos interespecíficos de especies nativas usualmente incapaces de producir progenie cuando se cruzan espontáneamente, obteniéndose al cabo de 2 meses, la germinación de sus embriones y alcanzando el estado de plántula a los 2,5 a 3 meses utilizando las técnicas de rescate de embriones in vitro.

The Chilean flora is recognized around the world for its beauty, its taxonomic richness and its high grade of endemism. As part of it, alstroemerias belong to a big group of species that have an enormous genetic variation. The scientific interest of developing countries has resulted in a boost to the economical and ornamental value, such as cut-flower, pot-flower and landscaping. In Chile, breeding programs have recently been implemented due to both the importance of the resources and the high level of conservation. For that reason, a number of different research projects have been conducted using several breeding and lab techniques like embryo rescue. This technique is required due to incompatibility and the postcigotyc barriers generated between interspecific crosses, producing embryo abortion. In vitro embryos were rescued from self-pollination and crossed-pollination between diploid Chilean species of Alstroemeria magnifica Herbert ssp. magnifica, A. pelegrina L. and A. pulchra Sims ssp. pulchra. Embryos were rescued at 7, 14 and 21 days after pollination (DAP) for each combination. Complete embryos with placenta and half endosperm embryos without placenta were evaluated as 2 rescue procedures. MS culture media (Murashige & Skoog, 1962) was used at half salt concentration and pH 5,7 for about 2 months in complete darkness until germination. Then, germinated embryos were taken to a growing media with ¼ MS salt concentration, pH 5,7 and 0,02 ppm of benzylaminopurine (BAP) for 2 to 4 additional weeks until plantlets stage. The results showed that the embryo rescue procedure has no differences among interspecific crosses, except for A. magnifica x A. pulchra. In this last case, the best embryo rescue moment was at 14 DAP with half endosperm embryos without placenta. A. magnifica self-pollination and the interspecific cross A. pelegrina x A. magnifica had a successful embryo rescue at 21 DAP. A. pulchra, as a female parent, showed incompatibility between the interspecific crosses. However, there was an affinity with A. magnifica and A. pelegrina species, only used as a male parent. A. magnifica and A. pelegrina had compatibility among each other, through reciprocal combinations. From 81 pollinated flowers, there were 1.369 total embryos, which 214 germinated to abnormal plantlets (15,63%) and only 4 normal plantlets were obtained (0,29%), 2 from A. pelegrina x A. magnifica cross and 2 from A. pulchra self-pollination. Also, there was an 8,03% of callus formation. Definitively, it was possible to obtain interspecific hybrids from wild species, usually unable to produce progeny when they cross spontaneously. The germination of alstroemeria´s embryos succeeded at about 2 months, achieving plantlets at 2,5 to 3 months through in vitro embryo rescue techniques.