Sistemas de regeneración de Phaseolus vulgaris L. y su aplicación en la transformación genética vía Agrobacterium tumefaciens

Abstract

El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es una fuente importante de proteínas para las personas, principalmente en los países en desarrollo. Varias enfermedades bacterianas, fungosas y virales afectan la producción de frijol en el mundo, causando importantes pérdidas económicas a los productores de este grano. Para disminuir las pérdidas en este cultivo es necesaria la obtención de variedades mejoradas. Sin embargo, los métodos tradicionales de mejoramiento están limitados por el bajo potencial de recombinación en esta especie, las barreras sexuales y el aborto de embriones en híbridos interespecíficos. La transformación genética puede ayudar a los mejoradores a introducir rasgos nuevos en el frijol y contribuir a mejorar la tolerancia o resistencia a factores bióticos y abióticos que limitan su rentabilidad. El objetivo de este trabajo fue establecer diferentes sistemas de regeneración en P. vulgaris, y su aplicación para el desarrollo de un método de transformación genética vía Agrobacterium tumefaciens. regeneración vía organogénesis directa de P. vulgaris variedades: CIAP7247F, BAT93, BAT304, BAT482 e ICA Pijao, utilizando secciones de tallo como explante. El precultivo de los explantes en medio líquido con TDZ, no descrito para esta especie en la literatura científica consultada, fue un paso determinante para la inducción de yemas múltiples. Se estandarizaron varias fases del cultivo, incluyendo la formación de brotes, enraizamiento, aclimatación de plántulas y el crecimiento de las plantas en casa de cultivos protegidos. La optimización de varios parámetros que intervienen en la transferencia de ADN en combinación con la organogénesis directa, permitió por vez primera regenerar plantas de P. vulgaris a partir de tejido transformado con A. tumefaciens. Se logró la formación de embriones somáticos en cotiledones de semillas inmaduras de P. vulgaris. Para esta especie por vez primera se obtuvieron a nivel mundial embriones somáticos que alcanzaron la etapa cotiledonal. Se laboró en el establecimiento de un protocolo para la regeneración in vitro de P. vulgaris var. CIAP7247F vía organogénesis indirecta. El uso del nudo cotiledonal con uno o dos cotiledones, que no habían sido descritos como explantes iniciales para la regeneración de frijol común, fue un factor importante para la formación eficiente de callos morfogenéticos. El protocolo establecido para CIAP7247F es reproducible para las variedades comerciales BAT93, BAT304, BAT482 e ICA Pijao. Sobre la base de la regeneración vía organogénesis indirecta, se llevó a cabo la transformación mediada por A. tumefaciens en frijol común. El uso de callos nodulares verdes, que no se habían utilizado antes como explante para la transformación de frijol, jugó un papel importante para obtener plantas transgénicas. Este sistema permitió obtener plantas transgénicas que transmitieron a sus progenies los transgenes con proporción Mendeliana (3:1), lo que demostró su valor para la transformación genética de frijol. Estos resultados permitieron disponer por vez primera a nivel mundial de un protocolo de transformación genética vía A. tumefaciens que puede ser empleado para la obtención de variedades de frijol mejoradas.