Author: JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA

In vitro regeneration and genetic fidelity of Tigridia pavonia (L.f.) DC.

JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA LUIS MIGUEL VAZQUEZ GARCIA AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ (2010)

Plants of Tigridia pavonia (L.f.) DC were regenerated from twin-scaling explants cultured on Murashige and Skoog and N6 basal medium. The highest formation of shoots per responding explant was obtained on N6 medium supplemented with 4.5 µM 2,4-dichlorophenoxy acetic acid in combination with 2.2 µM benzylaminopurine. Shoots rooted readily on N6 basal medium supplemented with 1 g l-1 activated charcoal and 2.6 µM naphtalenacetic acid. The rooted shoots achieved 100% survival. Inter Simple Sequence Repeat analysis was carried out to check for possible genetic alterations in plants obtained after two consecutive subcultures. The results revealed that the recovered plants did not exhibit any type of polymorphism.

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Biología Genetic integrity micropropagation oceloxóchitl BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Comparative study of the discriminating capacity of dna markers and their effectiveness in establishing genetic relationships in the genus tigridia

JESUS IGNACIO REYES DIAZ AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA LUIS MIGUEL VAZQUEZ GARCIA (2015)

Tigridia Jussieu is an endemic genus to Mexico and taxonomically difficult with limited information about its genetic variability. A diversity assessment conducted using different DNA markers as an inter simple sequence repeat (ISSR) and random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers will be helpful in the establishment of a broad- based description for improved germplasm curation and the identification of germplasm for genome mapping and breeding of these species. Thus, the objective of this study was to characterize 15 wild species of Tigridia by using RAPD and ISSR molecular markers. This study was carried out in the laboratory of Plant Molecular Biology at the Faculty of Agricultural Sciences of the Universidad Autónoma del Estado de México between August and November of 2011. In this assay, 13 RAPD primers of 10, 15 and 20 b, and five ISSR primers of the anchored type (ASSR) of 17 b were used to assess the level of genetic variation among 15 wild species of Tigridia . With both markers there were 163 amplified bands of which 150 (92.02 %) were polymorphic. The RAPD primers of 10 b generated 12 specific bands with a polymorphism of 95.12 %, for 15 b primers those values were five and 82.93 %, and for 20 b primers eight and 94.59 %, respectively. The RAPD pooled primers presented a polymorphism of 90.76 %, the genetic distance (G D ) among the species ranged from 0.16 (between T. illecebrosa and T. huajuapanensis ) to 0.57 (between T. multiflora and T. augusta ). The ISSR primers showed more polymorphism(95.45 %) than RAPD primers. With ASSR primers the highest genetic association (G D = 0.89) was observed between T. mexicana ssp. mexicana and T. durangense , whereas the least related were T. vanhouttei spp. vanhouttei and T. multiflora (G D = 0.14). This study shows that 10 base random primers and 17 base anchored primers were more efficient to detect polymorphism and genetic differentiation among Tigridia species.

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Agrociencias Iridaceae RAPD ASSR molecular characterization CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Inducción de proembriones somáticos en ave del paraíso (Strelitzia reginae Banks)

AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA HILDA ARACELI ZAVALETA MANCERA (2008)

El ave del paraíso (Strelitzia reginae Banks) es una planta ornamental que por su belleza es altamente cotizada como flor de corte. Se propaga por semilla y por división de matas, aunque ambos métodos son muy lentos. La multiplicación de plantas in vitro vía embriogénesis somática, ha sido exitosamente establecida en muchas especies ornamentales. Para S. reginae no existen reportes de su propagación mediante dicho proceso ya que presenta serios problemas de oscurecimiento de los explantes cultivados. En este trabajo se estableció un procedimiento para la inducción de proembriones somáticos (PES) a partir de fragmentos (explantes) del nudo cotiledonar de plántulas de 30 d de edad. A los cinco meses de incubación, los explantes cultivados en oscuridad produjeron PES en el medio Murashige y Skoog a 100 % y 50 % de su concentración, suplementado con 2,4-D (0.5 a 2.0 mg L-1), sacarosa (30 g L-1) y carbón activado (0.1 g L-1). Los PES crecieron y formaron estructuras de 5 a 6 mm de longitud, cuyo extremo distal presentó una organización celular comparable a la de un meristemo de raíz pero sin centro quiescente. Los cortes histológicos no evidenciaron la presencia de un meristemo apical de brote, lo cual pudo haber causado que los proembriones in vitro no completaran su desarrollo.

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Biología Strelitzia reginae BIOLOGÍA Y QUÍMICA 4-D cultivo in vitro proembrión somático callo embriogénico BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Variety discrimination of Tigridia pavonia (L.f.) DC. assesed by different length RAPD primers

JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA LUIS MIGUEL VAZQUEZ GARCIA AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ (2010)

Tigridia pavonia (L.f.) DC. is one of the important phytogenetic resources of México. This species is used as ornamental, food and medicinal purposes. Despite its ornamental and economic potential, there is little information about the genetic variability. In this study, randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) primers of 10, 15 and 20 bases were used to assess the level of genetic variation among nine botanical varieties of Tigridia pavoniacollected in three localities within State of México. The total number fragments, polymorphic fragments, percentage of polymorphism and resolving power were greater for 15 base (55, 52, 94.5 and 5, respectively) and 20 base (47, 45, 95.7 and 3.8, respectively), in comparison with those obtained from 10 base primers (44, 41, 93.1 and 3.6, respectively).Resultsshowed the major effectiveness of 15 and 20 bases RAPD primers in the genetic differentiation of varieties as compared to 10 bases RAPD primers. The dendrograms based on un-weighted pair group method arithmetic average (UPGMA) analysis of the 10, 15, 20 and the pooled (10, 15 and 20) bases RAPD data were consistent in the clustering varieties, grouping them in two main clusters.

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Biología Genetic resources RAPD Tigridia pavonia variety discrimination BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Técnicas tradicionales y biotecnológicas en el mejoramiento genético del rosal

AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ JESUS IGNACIO REYES DIAZ JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA (2015)

La Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Autónoma del Estado de México, a través de su Centro de Investigación y Estudios Avanzados en Fitomejoramiento, publica en español esta recopilación de trabajos de investigación sobre los avances actuales en el mejoramiento genético de la especie Rosa spp., mediante el empleo de técnicas convencionales (hibridización, propagación asexual) y biotecnológicas (micropropagación, mutagénesis, marcadores moleculares), dirigida a estudiantes, técnicos, profesionistas, asociaciones de productores, viveristas e investigadores interesados en el tema, con la confianza de que este primer esfuerzo permita iniciar y fomentar trabajos formales interinstitucionales en estudios de Fitomejoramiento aplicados a ésta y otras especies con potencial ornamental, para incrementar el aprovechamiento de los recursos fitogenéticos nacionales. Cabe mencionar que en nuestro país se ha trabajado muy poco en el mejoramiento genético de rosa, no obstante la enorme importancia de este cultivo en el mercado comercial de la Floricultura. En la primera parte de la obra, el lector reconocerá la importancia económica del cultivo de la rosa en el contexto nacional e internacional por sus volúmenes de producción y exportación, así como de sus usos y aplicaciones en el sector industrial, definiendo con precisión las características de calidad de los cultivares desarrollados, o por desarrollar, para satisfacer los gustos y preferencias del consumidor. Además, se incluye la clasificación actual del género Rosa (en subgéneros y secciones), su descripción botánica, distribución y clasificación en rosales silvestres (antiguos y modernos) propuesta por la Sociedad Americana de la Rosa con base en la historia de la domesticación de esta especie. En el siguiente capítulo se describen los mecanismos de polinización y las pruebas de viabilidad y calidad del polen, así como la botánica y otras características fisiológicas del fruto (aquenio), maduración de las semillas y tratamientos para su germinación. Se aborda también la genética poliploide y el origen citogenético de sus especies, y la enorme dificultad que ello implica para su identificación, así como aspectos relacionados con la hibridación intergenérica e interespecífica que han llevado a cabo los fitomejoradores y productores para obtener materiales comerciales con caracteres deseables por transferencia de genes y sus implicaciones a nivel de meiosis. De manera adicional, en el tema de propagación asexual, se describen las ventajas y desventajas del uso de portainjertos de rosal y sus características de utilización dentro y fuera del invernadero. Se revisa el fenómeno de apomixis como un modo asexual de propagación en muchas especies, y se examinan los procesos, objetivos y perspectivas de su mejoramiento genético. Se definen claramente los criterios u objetivos genotécnicos deseables para la selección de materiales en los programas de mejoramiento genético de Rosa spp., todos ellos fundamentados en las necesidades cada vez más exigentes en la calidad de las rosas en el mercado comercial de la Floricultura. Varios autores ejemplifican y reportan los genes involucrados en la resistencia a enfermedades de importancia económica prioritaria, como la mancha negra del rosal, la cenicilla y el mildiú; en la floración recurrente, para asegurar la floración durante toda la estación; en la morfología de la flor (multi-pétalas o flores dobles) para la comercialización de flores de corte y en la ausencia de espinas en las rosas de corte y en la macetería. En los capítulos subsecuentes se revisan los avances biotecnológicos desarrollados en rosa, se describen las técnicas y metodologías empleadas actualmente como herramientas alternativas para el mejoramiento convencional, sus resultados y experiencias derivadas de la investigación científica, así como sus usos potenciales y aplicaciones prácticas en áreas asociadas con la rápida propagación (acortamiento de los ciclos de germinación in vitro); cultivo de callos, anteras, polen; rescate de embriones (superando algunos de los problemas de esterilidad); embriogénesis somática; cultivo y fusión de protoplastos; mutagénesis in vitro; desarrollo de cultivares por medio de variación somaclonal; uso de marcadores moleculares y transformación genética. Para concluir la obra, se visualiza la biotecnología en su conjunto (cultivo de tejidos, biología celular y molecular, ingeniería genética) como un área de enormes oportunidades para desarrollar nuevos cultivares de rosa en respuesta a los cambios en la demanda de este producto ornamental, además se anexa un glosario de términos para facilitar su comprensión.

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técnicas tradicionales biotecnológicas genética rosal BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Fuentes de sacarosa y nitrógeno orgánico influyen en la embriogénesis somática de agave angustifolia

AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ JESUS IGNACIO REYES DIAZ JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA (2018)

The somatic embryogenesis protocol in Agave angustifolia involves the induction of embryogenic calluses, the development and maturation of embryos and their conversion or germination to form a complete plant. In this sense, a judicious selection of the nutrients present in the culture medium is required. In this work, the effect of sucrose concentrations and sources of organic nitrogen on the somatic embryogenesis of A. angustifolia was studied. Our results showed that the induction of embryogenic callus and the production of somatic embryos can be controlled positively by changes in the sucrose concentration and are affected by the addition of amino acid sources. The frequency of conversion to seedlings ranged from 90 to 95% with a 100% survival in ex vitro conditions.

Rev. Mex. Cienc. Agríc. vol. 9 num. 7 September 28 -November 11, 20181509A. angustifoliais one of most important raw materials for production of high quality mescal, this economic value results in tremendous national and international demand makingthe speciean important target forin vitromass propagation and genetic improvement.Somatic embryogenesis is a desirable mode of plant regeneration. However, for particular genotypes, in vitroculture conditions and the stages of somatic embryogenesis (acquisition of embryogenic competence, induction and maturation of somatic embryos and conversion to seedlings) must be experimentally optimised especially the compounds of the culture medium.In this sense, carbohydrates play vital role in plants life, they are substrate of respiration, perform function in synthetic pathway of many compounds and build blocks of macromolecules that may control several developmental processes in the cells (Smeekens, 2000). Sucrose is the most common carbohydrate source used in plant tissue culture and present dominantly in the phloem affected the formation of somatic embryos in culture medium (Nakagawa et al., 2001).On the other hand, in the somatic embryogenesis the growth of cells hashigh energy demands and synthesize large amounts of proteins and nucleic acids. It is an alternative energy source for rapidly dividing cells and cells that use glucose inefficiently. Cells require nitrogen atoms to build molecules such as nucleotides, amino acids, amino-sugars and vitamins. When glucose levels are low and energy demands are high, cells can metabolize amino acids from organic nitrogen sources for energy. In this sense, glutamine is one of the most readily available amino acids for use as an energy source and it is a major source of energy for many rapidly dividing cell typesin vitro because it plays an important role in nitrogen assimilation as it is an intermediate in the transfer of ammonia into amino acids. Likewise,casein hydrolysatescan be a source of calcium, phosphate, several microelements, vitamins and most importantly, a mixture of up to 18 amino acids.Sucrose (6%) only has been used as a carbon source for the induction of somatic embryos in A. angustifolia(Arzate-Fernándezand Mejía-Franco, 2011), but the effect of differentsugar concentrations or the influence of sources of amino acids (glutamine and casein hydrolysate) on somatic embryogenesis of Agavehas not yet been investigated. In the present work, the effect of different sucrose concentrations and its interaction with organic nitrogen on somatic embryogenesis of A. angustifoliahas been studied.To carry out our research,aseptic mature zygotic embryoswere dissected from Agave angustifoliaHaw seeds and used as initial explants for callus induction. This were placedin callus induction mediumconsisting of quarter-strength MS salt basal medium (Murashige and Skoog,1992) with 3 mg 2,4-D L-1and 1 mg BA L-1supplemented with L2 vitamins(Phillips and Collins, 1979),inthis stagefive levels of sucrose (40, 50, 60, 70 and 80 g L-1) and organic nitrogen (500 mg L-glutamine or Casein hydrolysate) on the induction of somatic embryogenesis from callus of Agave angustifoliaHaw. were evaluated. Medium pH was adjusted to 5.6-5.8 before adding the gelling agent (8 g agar L-1) (Sigma-Aldrich®) and autoclavingat 121°C for 20 min. Thus, ten random treatments were assayed. Each treatment consisted of 12 replicates of ten explants each. The cultures were maintained in darkness at 25 ±2°C for 60 days.

CONACyT

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Agave angustifolia Sacarosa Somatic embryogenesis Organic nitrogen BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Caracterización morfológica y molecular de nueve variedades botánicas de tigridia pavonia (l.f.) dc

JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA CESAR VENCES CONTRERAS María de Guadalupe Gutiérrez Martínez LUIS MIGUEL VAZQUEZ GARCIA AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ (2010)

Tigridia pavonia (L.f.) DC es una planta bulbosa nativa de México con potencial ornamental alto. México es considerado el centro de mayor diversidad de esta especie, por lo cual, el estudio de su diversidad genética y fenotípica es muy importante para establecer estrategias de manejo, conservación y utilización en programas de mejoramiento genético. El objetivo de este estudio fue caracterizar nueve variedades botánicas de Tigridia pavonia (L.f.) DC, con 21 marcadores morfológicos y cinco moleculares ISSR (ínter-Secuencias Simples Repetidas). Las variedades fueron recolectadas en tres municipios del Estado de México: Tenancingo (2100 m), Temascaltepec (2250 m) y Temoaya (2600 m). La distancia genética promedio para morfología fue 0.54, mientras que para ISSR fue 0.49. Así, ambos tipos de marcadores mostraron diversidad genética entre las variedades, distinguiendo a cada una de ellas. Los dendrogramas de los marcadores morfológicos e ISSR fueron notablemente similares, existiendo una correlación positiva entre ellos (R=0.30) y, en ambos casos, hubo una relación de las nueve variedades según su origen geográfico. Sin embargo, los marcadores ISSR fueron más efectivos, pues con un solo iniciador se distinguió a todas las variedades de T. pavonia. Se concluye que los marcadores ISSR son una herramienta útil para la discriminación rigurosa de genotipos y que se pueden usar de manera complementaria a la caracterización morfológica.

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Agrociencias Tigridia pavonia caracterización morfológica Inter-Secuencias Simples Repetidas CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA