In vitro rescue of interspecific embryos from Elaeis guineensis x E. oleifera (Arecaceae)

• Main Authors: Paula Cristina da Silva Angelo, LarissaAlexandra Cardoso Moraes, Ricardo Lopes, Nelcimar Reis Sousa, Raimundo Nonato Vieira da Cunha, Regina Caetano Quisen
• Format: Article
• Language: English
• Published: Vicerractoría Investigación 2011-09-01
• Series: Revista de Biología Tropical
• Subjects: flora amazonica; palmas; aceite de palma; cultivo de embriones; cultivo de plantas; Amazon flora; palms; oil plants; dendê; caiaué; embryo culture; plant breeding
• Online Access: http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-77442011000300010

The African oil palm (Elaeis guineensis) is the most effective oil producer in tons per hectare. Nevertheless, its increasing cultivation in Latin America is harmed by the &#8220;lethal yellowing&#8221;. Genetic resistance to this anomaly can be found in the germplasm of American oil palm or caiaué (E. oleifera), a native species from the Amazon rainforest. However, the procedures adopted to induce seeds of E. guineensis to germination frequently result mild for interespecific hybrids. Embryo in vitro cultivation can be a viable option. This work was aimed initially to test liquid MS medium supplemented with different glucose or sucrose concentrations for the in vitro cultivation of zygotic embryos from E. guineensis x E. oleifera controlled pollinations. Additionally we investigated different compost mixtures to acclimatize the regenerated hybrid plantlets. Concentrations of 10, 20 and 30g/L of both sugars were tested on flasks containing five mature zygotic embryos, with 15 repetitions per treatment in a total of 450 explants. The number of embryos displaying shoots and radicles at least 2mm in length per experimental unit was evaluated during phase one of in vitro cultivation. Plantlets displaying shoots and radicles were transferred to phase two of in vitro cultivation and subsequently to acclimatization, under 70% shading with manual water supply. The experiments of acclimatization were conducted with 130 plantlets randomly distributed in pure horticultural compost, 3:1 or 1:1 compost:sand mixtures and each plantlet was defined as an experimental unit. Data were submitted to ANOVA, t test and analyzes of correlation (p&#8804;0.05). Highest emergence rates were 97% for shoots and 73% for radicles, observed in MS medium supplemented with 20g/L (110mM) of glucose. This sugar in concentrations of 20 or 30g/L provided balanced shoot/root development, and this was considered one of the reasons for the higher frequency of plantlet establishment. The survival percentage was 55% after the first 43 days of acclimatization and by the fourth month, 66 plants developed simultaneously longer shoot and root systems in pure horticultural compost. in conclusion, radicle development was an impairment to plantlet establishment and was overcame under media with glucose above 110mM. Acclimatization could benefit from an extended period of in vitro development. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1081-1088. Epub 2011 September 01.<br>Elaeis guineensis es el productor de aceite más eficaz en toneladas por hectárea, su cultivo, cada vez mayor en América Latina, se ha visto perjudicado por el &#8220;amarilleamiento letal&#8221;. La resistencia genética a esta anomalía se puede encontrar en el germoplasma de la palma aceitera americana o caiaué (E. oleifera), una especie nativa de la selva amazónica. Sin embargo, los procedimientos adoptados para inducir la germinación de las semillas de E. guineensis frecuentemente produce resultados modestos para híbridos interespecíficos. El cultivo de embriones in vitro puede ser una opción viable. En este trabajo se probó el medio líquido MS complementado con diferentes concentraciones de glucosa o sacarosa en el cultivo in vitro de embriones cigóticos de E. guineensis x E. oleifera originados de polinización controlada. Además se investigaron diferentes mezclas de compost para aclimatar los híbridos regenerados. Las concentraciones de 10, 20 y 30 g/L de ambos azúcares se probaron en frascos que contenían cinco embriones cigóticos maduros, con 15 repeticiones por tratamiento y un total de 450 explantes. El número de embriones que muestran brotes y radículas de al menos 2mm de longitud por unidad experimental se evaluó durante la primera fase de cultivo in vitro. Las plántulas que mostraron brotes y radículas fueron trasladadas a la segunda fase de cultivo in vitro y, posteriormente, se aclimataron, por debajo de 70% de sombra con el suministro manual de agua. Los experimentos de aclimatación se llevaron a cabo con 130 plántulas distribuidas al azar en el compost hortícola puro, compost 3:1 o 1:1: mezclas de arena y cada plántula se definió como una unidad experimental. Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza, prueba t y análisis de correlación (p&#8804;0.05). Las tasas más altas de emergencia fueron 97% y 73% para brotes y radículas respectivamente, en el medio MS complementado con 20g/L (110mM) de glucosa. Este azúcar en concentraciones de 20 o 30g/L permitió un desarrollo balanceado de brotes/desarrollo de raíces, que fue considerado como una de las razones de la alta frecuencia de establecimiento de las plántulas. El porcentaje de supervivencia fue de un 55% después de los primeros 43 días de aclimatación y por el cuarto mes, 66 plantas desarrollaron simultáneamente hojas largas y un sistema radical en el compost hortícola puro. En conclusión, el desarrollo radicular fue un impedimento para el establecimiento de plántulas y se superó en el medio con glucosa por encima de 110mM. La aclimatación podría beneficiarse con un largo período de desarrollo in vitro.