Micropropagation of Agave angustifolia "Espadín" Used in the Production of Mezcal.

This chapter presents the methodological approach for the in vitro propagation of Agave angustifolia "espadin," the base material to produce mezcal. The protocol used in each stage of the crop is addressed in detail, considering the changes in the culture medium and the characteristics of the plant material at each stage. The importance of integrated management between the multiplication and growth phase, as part of the in vitro selection strategy, is mentioned.

BioMINT: A Temporary Immersion System for Agave Micropropagation.

Agaves are cultivated in Mexico as a source of industrial products such as fibers, nutritional supplements, and alcoholic beverages. Due to the demand for plant material, its long-life cycle, and the need to avoid predation on its natural populations, in vitro micropropagation represents a good option for agaves. Plant tissue culture has been successfully used to micropropagate selected elite individuals from plants of various Agave species of economic interest. However, it is necessary to implement systems that lower production costs without losing the quality of the plantlets obtained. This chapter describes the BioMINT™ bioreactor as an alternative for the micropropagation of agaves in the different stages of the micropropagation process.

Phylogenomic and Microsynteny Analysis Provides Evidence of Genome Arrangements of High-Affinity Nitrate Transporter Gene Families of Plants.

Nitrate transporter 2 (NRT2) and NRT3 or nitrate-assimilation-related 2 (NAR2) proteins families form a two-component, high-affinity nitrate transport system, which is essential for the acquisition of nitrate from soils with low N availability. An extensive phylogenomic analysis across land plants for these families has not been performed. In this study, we performed a microsynteny and orthology analysis on the NRT2 and NRT3 genes families across 132 plants (Sensu lato) to decipher their evolutionary history. We identified significant differences in the number of sequences per taxonomic group and different genomic contexts within the NRT2 family that might have contributed to N acquisition by the plants. We hypothesized that the greater losses of NRT2 sequences correlate with specialized ecological adaptations, such as aquatic, epiphytic, and carnivory lifestyles. We also detected expansion on the NRT2 family in specific lineages that could be a source of key innovations for colonizing contrasting niches in N availability. Microsyntenic analysis on NRT3 family showed a deep conservation on land plants, suggesting a high evolutionary constraint to preserve their function. Our study provides novel information that could be used as guide for functional characterization of these gene families across plant lineages.

Primer reporte de empleo de marcadores AFLP en Asteraceae en Cuba / First report of the employment of AFLP markers in Asteraceae in Cuba

Rhodogeron coronopifolius Griseb., es una especie vegetal de la familia Asteraceae, que se encuentra en peligro crítico de extinción. Es endémico de la provincia Villa Clara en la región central de Cuba. Habita en el matorral xeromorfo sub espinoso sobre serpentina. Existen solo cinco poblaciones naturales dentro de un área protegida, la principal causa de amenaza es la fragmentación de su hábitat por acciones antrópicas. Debido a su situación de conservación, se hace necesario realizar estudios de la diversidad genética de las poblaciones naturales para así generar información básica y diseñar una estrategia de conservación. El objetivo de este trabajo fue analizar de manera preliminar la diversidad genética de cuatro poblaciones de esta especie utilizando marcadores AFLP (Polimorfismo de Longitud de Fragmentos Amplificados). Se emplearon dos combinaciones de iniciadores y se evaluó el porcentaje de polimorfismo así como la similitud entre los individuos. Se obtuvieron 165 loci de los cuales el 78,7 % fueron polimórficos. La población de mayor polimorfismo fue Corojito con 85,2%, de manera general el polimorfismo fue alto con valores entre 75 y 87%. La similitud entre los individuos también fue alta con un promedio de 0,74. El agrupamiento genético fue independiente a la población de procedencia, lo que sugiere que existe intercambio genético entre las poblaciones y que estas comparten más del 80 % de los alelos que fueron analizados. Los resultados obtenidos son importantes para el mantenimiento in situ de la especie y para tomar decisiones en aras de su conservación.

Rhodogeron coronopifolius Griseb., is a specie of Asteraceae family, in critical danger of extinction. It is an endemic of Villa Clara city in the central region of Cuba. Its inhabits sub thorny xeromorphic heath on serpentine soil. Only five natural populations exist included in a protected area, the main threat cause is the fragmentation of its habitat for antropics activities. Due to their conservation status, it becomes necessary to analyze the genetic diversity of the natural populations in order to generate basic information usefull to apply a conservation strategy. The main goal of this work was to evaluate in a preliminary manner the genetic diversity of four populations of this specie using AFLP markers (Amplified Fragment Length Polymorphism). Two primer combinations were used and the polymorphism percentage was evaluated as well as the similarity among the individuals. A total of 165 loci were obtained of which 78,7% were polymorphic. The population with higher polymorphism was Corojito with 85,2%. High level of polymorphism was observed among population showing values between 75 and 87%. The similarity among the individuals was also high with an average of 0,74. The genetic grouping was independent to the origin of the population. This suggesting that gene flow exists among the populations, those which share more than 80% of the alleles analyzed. This is important for the in situ maintenance of the specie and to take decisions for their conservation.

Primer reporte del empleo de marcadores ISTR en cactaceae (pilosocereus sp) / First report of the employment of ISTR markers in cactaceae (pilosocereus sp)

Pilosocereus sp es una especie en peligro crítico de extinción, la única población conocida se encuentra en una mina de mármol verde, hoy abandonada, en la que su explotación produjo la disminución del 80% de la población en 3 años; en la actualidad quedan 28 ejemplares, de ellos unos pocos son adultos, de los cuales solo dos producen frutos. Una de las etapas necesaria para su recuperación es la producción de plántulas para realizar el reforzamiento de la población natural. Como las plantas obtenidas serán plantadas en condiciones naturales, donde se enfrentarán a diversas situaciones ambientales, es conveniente realizar un estudio de diversidad genética. El objetivo de este trabajo fue estimar la variabilidad genética de plántulas de Pilosocereus sp empleando la técnica Inverse Sequence Tagged Repeat (ISTR). Se realizó la germinación in vitro de semillas y se determinó la variabilidad genética de las plántulas obtenidas. Con el análisis molecular se detectaron un total de 97 bandas, de ellas el 62,8% fueron polimórficas. El mayor porcentaje de bandas polimórficas (85,7%) se obtuvo con la combinación de oligonucleótidos F6/B6. Con las combinaciones de oligonucleótidos empleados se detectaron de 4 a 6 patrones de banda diferentes. La heterocigosidad media esperada fue de 0,39.

Pilosocereus sp is a species in critical extinction danger, the only known population is in a mine of green marble, abandoned today, but it exploitation produced the decrease of the population's 80% in 3 years, at the present time they are 28 individuals, of them some few ones are mature, of those which alone two produce fruits. One of the necessary stages for their recovery is the seedlings production to carry out the natural population's reinforcement. As the obtained plants they will be planted under natural conditions, where they will face diverse environmental situations, it is convenient to carry out a study of genetic diversity. The objective of this work was to estimate the genetic variability using the technical Inverse Sequence Tagged Repeat (ISTR). In vitro germination of seeds of Pilosocereus sp and the genetic variability of the obtained seedlings was determined. With the molecular analysis a total of 97 bands were detected, of them 62.8% were polymorphic. The biggest percentage of polymorphism (85.7%) was obtained with the primer combination F6/B6. With the primer combinations employed were detected from 4 to 6 different band patterns. The heterocigocity hoped was 0.39.

Microsatélites desarrollados en guayabo (Psidium guajava L) y su utilidad para evaluar diversidad en la familia myrtaceae / Microsatellites developed in guava (Psidium guajava L) and its utility to evaluate diversity in myrtaceae family

La familia Myrtaceae ha evolucionado desde las formas más primitivas en los bosques húmedos y lluviosos hasta formas especializadas en regiones semiáridas, muy secas y altamente influenciadas por los cambios estacionales. Aunque los botánicos han estado describiendo estas especies desde hace 200 años, la clasificación de las mismas no está completamente esclarecida. Las Secuencias Simples Repetidas (SSR), conocidas comúnmente como microsatélites, representan una porción significativa del genoma eucariótico y pueden ser de gran utilidad para estos fines. El objetivo del presente trabajo fue utilizar cebadores SSR, diseñados previamente para guayabo, en la identificación de accesiones y en el estudio de diversidad en Myrtaceae. Para este propósito se emplearon cuatro combinaciones de cebadores SSR siguiendo los protocolos establecidos en la literatura. Se realizó el análisis de los resultados atendiendo a la potencialidad de amplificación cruzada, la detección de diferentes alelos, la utilidad para la identificación de accesiones y el estudio de la diversidad y la determinación de las relaciones existentes entre las especies y cultivares en estudio. El alto nivel de polimorfismo detectado por los microsatélites evaluados, el cual se refleja en los valores de los índices relacionados con el nivel de polimorfismo y la capacidad de discriminación calculados, indica las potencialidades de los SSR para la identificación de accesiones en otros representantes de la familia Myrtaceae. Además, representan una herramienta de gran utilidad para estudios de diversidad en esta familia; así como para la estimación de las relaciones de parentesco entre los genotipos analizados, análisis taxonómico y de filogenia.

Myrtaceae family has evolved from primitive forms in rainy and humid forest to specialized forms in semiarid and very dry regions, highly influenced by seasonal changes. Although botanist have been describing Myrtaceae family species over 200 years, classification is far from be completely clarify. Simple Sequences Repeats (SSR), usually known as microsatellites, represent a significant portion of eukaryotic genome and can be of great utility for these purposes. The objective of the present work was to utilize SSR primers, previously designed in guava, for accessions identification and diversity studies of other Myrtaceae members. For this purpose, four SSR primer combinations were utilized following the protocols established in the literature. The results were analyzed attending to cross amplification potentiality, detection of different alleles, utility for accessions identification and diversity studies and relationships determination between the studied species and cultivars. The high level of polymorphism detected by the evaluated microsatellites, which is reflected in the values of each index related with polymorphism and calculated discriminating capacity, indicates the potentials of SSR for accessions identification in other Myrtaceae family members. Also, represents a great utility tool for diversity studies in this family, as well as for the estimation of parentage relationship between the genotypes investigated and the taxonomic and phylogenetic analysis.

Caracterización de accesiones de papaya (Carica papaya L)a través de marcadores AFLP en Cuba / Characterising Cuban papaya accessions (Carica papaya L) by AFLP markers

Los marcadores moleculares son herramientas valiosas en los estudios genéticos en plantas, y están siendo empleados exitosamente en programas de mejoramiento principalmente en la elección de progenitores y en la selección. El polimorfismo observado mediante la técnica molecular AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) ha sido de utilidad para estudios de diversidad genética en frutales. En el presente trabajo se realizó la caracterización molecular de 12 accesiones de papaya (Carica papaya L.) del banco de germoplasma del Instituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical (IIFT), empleando la técnica AFLP. Se evaluaronseis combinaciones de iniciadores para la amplificación selectiva, las cuales amplificaron un total de 431 bandascon 73,3% de polimorfismo. El número total de patrones de bandas identificados fue igual en todas las combinaciones utilizadas, con un porcentaje de identificación alto, lo que sugiere que dichas combinaciones pudieran ser empleadas para estudios de variabilidad genética en papaya. En general, los resultados presentados demuestran que existe diversidad genética entre las accesiones evaluadas, lo cual constituye un reflejo del origen que presentan los genotipos analizados a partir de la introducción de materiales foráneos y la polinización abierta de un grupo de materiales selectos. Por tanto, se recomienda retomar la prospección y selecciónde accesiones locales, así como la introducción de nuevos genotipos foráneos, como dos vías fundamentalespara aumentar la diversidad genética presente en el banco de germoplasma de papaya de Cuba.

Molecular markers are valuable tools for genetic studies in plants and they are often used successfully in genetic breeding, mainly for choosing progenitors and selection. Polymorphism observed by amplified fragment length polymorphism (AFLP) has been useful for genetic diversity studies in fruit trees. Twelve papaya accessions from the Tropical Fruit Crop Research Institute germplasm bank were molecularly characterised by AFLP. 431 bands having 73.3% polymorphism were obtained using 6 primer combinations. The total number of band patterns identified was the same in all combinations assayed with a high percentage of identification, suggesting that such primer combinations could be used for genetic variability studies in papaya.The results demonstrated genetic diversity among the papaya accessions evaluated, indicating the origin ofthe analysed genotypes from exogenous material and open pollination of a selected group of material. It is thus recommended that local accessions and their selection be monitored as well as the introduction of new foreign genotypes as two ways of increasing the genetic diversity of the Cuban papaya germplasm bank.