Somatic embryogenesis, plant regeneration and acemannan detection in aloe (Aloe barbadensis Mill.)

Abstract

A method for plant regeneration via somatic embryogenesis was established in aloe (Aloe barbadensis Mill.). For explant disinfection, treatments involved 2, 3, 4, 5, 10 and 15 min sonication, in combination with 4% v/v NaOCl. Explant source and growth regulators were investigated. The highest survival rate (85%) and the lowest contamination (15%) were obtained with 5 min sonication. Friable embryogenic calluses were produced from apical meristems, leaf bases, and zygotic embryos of aloe. The best explants for callus induction (89%) were the leaf bases when cultured on callus induction medium with 2.5 mg.l-1 2,4-D, 2 mg.l-1 BAP, and 40 mg.l-1 adenine sulphate. The highest number of shoots was obtained from embryogenic calluses derived from zygotic embryos on a medium supplemented with 0.05 mg.l-1 2,4-D and 2 mg.l-1 BAP. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) analysis revealed that acemanan concentration in embryogenic calluses (0.8-2.1 mg.ml-1) was much lower than fresh leaves (85 mg.ml-1). The protocol obtained in this investigation could be a useful tool not only for the propagation of this important medicinal plant but also for genetic transformation.

La presente investigación tuvo como objetivo la regeneración de plantas de aloe (Aloe barbadensis Mill.) vía embriogénesis somática. Para la desinfección de los explantes se evaluó 2, 3, 4, 5, 10 y 15 min de sonicación en combinación con 4% v/v de NaOCl. El mayor porcentaje de sobrevivencia (85%) y de menor contaminación (15%) se logró con 5 min de sonicación. Se obtuvo callos embriogénicos friables a partir de meristemos apicales, bases de hojas jóvenes y embriones cigóticos. El mejor explante para la inducción de callos embriogénicos fue la base de hojas jóvenes con 89%, cultivadas en el medio complementado con 2,5 mg.l-1 de 2,4-D, 2 mg.l-1 de BAP y 40 mg.l-1 de sulfato de adenina. El mayor número de brotes se obtuvo a partir de callos embriogénicos producidos de embriones cigóticos, en el medio con 0,05 mg.l-1 de 2,4-D y 2 mg.l-1 de BAP. El análisis de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) reveló que la concentración de acemanan en callos embriogénicos (0,8-2,1 mg.ml-1) fue menor en comparación con la de hojas frescas (85 mg.ml-1). El protocolo de cultivo establecido en la presente investigación puede ser utilizado tanto para la propagación como para la transformación genética.