Actualidades Biológicas

**MICROPROPAGACIÓN E INDUCCIÓN DE ÓRGANOS DE ALMACENAMIENTO EN CURCUMA LONGA L.**

Curcuma longa L. es una especie cuya composición química la hace atractiva al mercado, ya que además de los pigmentos, utilizados como colorante y medicinal, contiene cetonas y alcoholes que le dan sabor al rizoma, por tanto es utilizado como especia. La propagación de C. longa se realiza principalmente por vía asexual, con bajas tasas de propagación, además los rizomas son vulnerables a enfermedades, dificultando su almacenamiento. El cultivo de tejidos vegetales brinda entre otras alternativas, la producción de microrrizomas, facilitando el manejo en invernadero y campo, el transporte, intercambio y la conservación. El objetivo de este trabajo fue introducir y multiplicar in vitro plantas de C. longa, e inducir la formación de microrrizomas. Después de estandarizar el protocolo de desinfección, para los ápices establecidos se evaluó la altura y coeficiente de multiplicación como índice de respuesta a diferentes concentraciones de bencilaminopurina. Para la inducción de microrrizomas se usaron vitroplantas de 10 cm, evaluando la formación de estos, el número promedio y características morfológicas. Los resultados obtenidos sugieren que el medio MS con 2 mg/l de bencilaminopurina (BAP) es adecuado para producir buena cantidad y calidad de nuevas plantas. Condiciones de oscuridad y la concentración de sacarosa por encima de 60 g/l fueron factores determinantes en la inducción de los microrrizomas.

One of the important characteristics of the plant species Curcuma longa L. is its chemical composition that makes it commercially attractive, because in addition to its pigments, which are used as food dyes or in medicines, it contains acetones and alcohols that give flavor to its rhizomes, making useful as a spice. Curcuma propagation is mainly conducted asexually, with low propagation rates; in addition, the rhizomes are susceptible to disease, making their storage difficult. Plant tissue culture offers, among other alternatives, microrhizome production, facilitating management in the greenhouse and field, transportation, exchange, and conservation. The goal of this project was to introduce and multiply C. longa plants in vitro, and induce microrhizome formation. After standardization of a disinfection protocol, the height and coefficient of multiplication of the established apexes were evaluated as response indeces to differing bencilaminopurine concentrations. Vitroplants of 10 cm were used to induce microrhizomes, and their formation, mean number, and morphological characteristics were evaluated. The results obtained suggested that MS medium with 2 mg/l bencilamonopurine (BAP) is adequate for producing a good quantity and quality of new plants. Conditions of total darkness and a sugar concentration above 60 g/l were key factors in the induction of microrhizomes.

MORFOGÉNESIS IN VITRO A PARTIR DE YEMAS APICALES Y BASES DE HOJAS DE LAS ESPECIES DE BROMELIAS AECMEA VEITCHII Y RACINAEA CRISPA

Las bromelias son un recurso promisorio presente en nuestros bosques neotropicales. Sin embargo, debido a su extracción no controlada y a la intervención de sus hábitats, algunas poblaciones de estas plantas han disminuido drásticamente, al punto que muchas de ellas se encuentran en grado de amenaza de extinción. Por lo que técnicas de propagación eficientes como el cultivo de tejidos, constituyen un aporte a las estrategias de conservación y manejo sostenible de este recurso, como en el caso de las especies Aechmea veitchii (Baker) y Racinaea crispa (Baker). Con este propósito se utilizaron como explantes porciones de hojas de plantas de campo, y yemas apicales y porciones de hojas de plántulas obtenidas in vitro, a partir de semillas. Se evaluó el efecto de diferentes combinaciones y concentraciones de auxinas y citoquininas sobre la formación de callo embriogénico o no embriogénico y la regeneración de brotes, utilizando como medio basal las sales MS con los macronutrientes a media y completa concentración. Los explantes provenientes de plantas de campo no presentaron respuesta; por el contrario las yemas apicales de plántulas germinadas in vitro de A. veitchii, con IBA (1,0 mg/l), formaron brotes adventicios, las combinaciones TDZ (0,5, 1,0, 1,5 y 2,0 mg/l) con IBA (0,1 mg/l) y BAP (5 mg/l) con ANA (0,2 mg/l) indujeron malformaciones en los brotes desarrollados y multiyemas. Las bases de hojas de A. veitchii presentaron menor respuesta a la formación de brotes adventicios y multiyemas; sin embargo, en el medio suplementado con KIN más 2,4-D se presentó formación de callo. Fue posible el establecimiento in vitro de R. crispa a partir de semillas, sin embargo la respuesta a las combinaciones hormonales fue incipiente.

The bromeliads are a promissory resource in our Neotropical forests. However, due to their uncontrolled harvest and the devastation of their habitats, some populations of these plants have declined drastically to the point that many are threatened with extinction. Thus, efficient propagation techniques such as tissue culture constitute an aid to conservation and sustainable management strategies for these resources, as in the case of Aechmea veitchii Baker and Racinaea crispa Baker. To this end, leaf segments of field plants, and apical buds and leaf segments of plantlets cultured in vitro, were used as explants. The effect of different combinations and concentrations of auxin and cytokines on callus formation, type of callus and shoot regeneration were evaluated, using MS medium with half and complete salt concentrations as basal medium. Results showed that there was no response when using explants from field plants; however, in vitro seedlings, adventitious buds were developed on the apical buds of A. veitchii, in MS medium with IBA (1.0 mg/l), TDZ (0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg/l) with IBA (0.1 mg/l) and BAP (5.0 mg/l) with ANA (0.2 mg/l) induced malformed buds and shoot clusters. A low percentage of adventitious shoots and bud clusters were obtained from the basal region of the young leaves of A. veitchii; however, in MS medium supplemented with kinetin and 2,4D nodular, callus formation was obtained. In vitro propagation of R. crispa from seeds was possible, but its response to the growth regulators evaluated was poor and no plants were regenerated.

RESPUESTA DE TRES GENOTIPOS DE TOMATE AL CULTIVO IN VITRO Y AISLAMIENTO DE PROTOPLASTOS

El objetivo de esta investigación fue evaluar la mejor fuente de material vegetal para el aislamiento de protoplastos, suspensiones celulares o foliolos en tres genotipos de tomate con diferente grado de resistencia a Phytophthora infestans: Solanum habrochaites (503) resistente, S. lycopersicum (507) susceptible y el híbrido parcialmente resistente (508). Luego de lograr el establecimiento in vitro a partir de semilla certificada en los genotipos 503 y 507 y de estacas del genotipo 508, las hojas de las vitroplantas desarrolladas y multiplicadas se usaron para la inducción de callo. Se evaluaron cuatro combinaciones de reguladores de crecimiento y dos condiciones lumínicas por genotipo, encontrándose los porcentajes más altos de formación de callo en oscuridad. Las combinaciones de reguladores con mayor efecto sobre el crecimiento y friabilidad de los callos fueron BAP (1 ppm) + AIA (4 ppm) para el genotipo 503 y BAP (4 ppm) + AIA (1 ppm) para los genotipos 507 y 508. Estas combinaciones de reguladores fueron utilizadas para el establecimiento de las suspensiones celulares y el trazado de la curva de crecimiento. El aislamiento de los protoplastos a partir de suspensiones celulares se realizó en la fase exponencial, evaluando diferentes mezclas enzimáticas y tiempos de incubación; sin embargo, no se logró respuesta para ningún genotipo. A partir del mesófilo, se obtuvo 1,2 x 10(5) protoplastos/ml con alta viabilidad para el genotipo 503 (celulasa 0,6% y pectinasa 0,1%, 8 h de incubación); 1,9 x 10(5) protoplastos/ml para el genotipo 507 (celulasa 4% y pectinasa 0,4%, 8 h de incubación); y para el genotipo 508, 1,1 x 105 protoplastos/ml (celulasa 2% y pectinasa 0,2%, 7 h de incubación).

The goal of this study was to evaluate the best plant material source for protoplast isolation, cell suspensions or leaf mesophyll cells in three tomato genotypes with different levels of resistance to Phytophthora infestans: Solanum habrochaites (503) resistant, S. lycopersicum (507) susceptible, and the hybrid partially resistant (508). After the in vitro establishment from certified seeds of the 503 and 507 genotypes, and cuttings of the 508 genotype, the leaves from the developed and multiplied plantlets were used for callus induction. Four growth regulator combinations per genotype and two light conditions were evaluated, with the highest percentages of callus formation under dark conditions. The combinations of regulators with greatest effect on growth and callus friability were BAP (1 ppm) + IAA (4 ppm) for the 503 genotype and BAP (4 ppm) + IAA (1 ppm) for the 507 and 508 genotypes. These combinations of regulators were used for the establishment of cell suspensions and plotting of the cell growth curve. Protoplast isolation from cell suspensions was conducted in the exponential phase, evaluating different enzymatic mixtures and incubation times; however, no response was obtained for any genotype. From mesophyll, 1.2 x 10(5) protoplasts/ml with high viability were obtained for the 503 genotype (0.6% cellulose and 0.1% pectinase, 8 h incubation); 1.9 x 10(5) protoplasts/ml for the 507 genotype (4% cellulose and 0.4% pectinase, 8 h incubation); and 1.1 x 105 protoplasts/ml for the 508 genotype (2% cellulose and 0.2% pectinase, 7 h incubation).

COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE UN ENSAMBLE DE PLANTAS ACUÁTICAS VASCULARES DE UNA REPRESA ALTO ANDINA (SANTANDER), COLOMBIA

La flora acuática de la represa de Berlín, localizada en un área de páramo seco en el departamento de Santander (Colombia), altitud de 3.214 m, fue estudiada para observar los efectos que la construcción de esta represa podía tener. Se realizaron tres muestreos en transectos desde la orilla hacia el centro de la represa en tres diferentes temporadas climáticas. Se recolectaron en total 28 especies de plantas acuáticas, distribuidas en 17 familias; la mayoría de ellas de hábito emergente. La familia con mayor número de especies fue Poaceae con cinco; sin embargo, la familia Haloragaceae presentó la especie con mayor abundancia relativa (cobertura), Myriophyllum aquaticum. No se encontraron diferencias significativas en la riqueza de especies entre las tres temporadas de muestreo. Al analizar la composición espacial de los transectos se observó la dinámica del ensamble de plantas acuáticas vasculares evidenciando un recambio de siete especies en las tres temporadas de muestreo. Los cambios espaciales fueron más evidentes, encontrándose que los transectos de las zonas litorales mostraron, no solo cambios en la composición sino también en la riqueza, mientras que la zona limnética mantuvo su composición original. La conductividad fue el factor que mostró mayor influencia en la riqueza.

The aquatic flora of the Berlin dam reservoir (Santander) Colombia, located in an area of dry páramo at an altitude of 3214 m, was studied to observe the effects that dam construction would have on it. Three samples were collected in transects that ran from the shore to the center of the reservoir during three different climate periods. A total of 28 species of aquatic plants were recorded, distributed in 17 families, most of them exhibiting an emergent life form. The family with the greatest number of species was Poaceae with five species; however, the species with the highest relative abundance (coverage) was Myriophyllum aquaticum (Halogaraceae). There were no significant differences in species richness during the three sampling seasons. In analyzing the spatial composition along the transects, the dynamics of this assemblage of vascular acuatic plants was observed, with a turnover of seven species in the three sampling periods. Spatial changes were most evident, with the transects in the coastal zones showing not only more changes in composition but also in species richness, while the limnetic zone retained its original composition. Conductivity was the factor that showed the greatest influence on richness.

**CARACTERIZACIÓN GENOTÍPICA DE AISLAMIENTOS COLOMBIANOS DEL POTATO MOP-TOP VIRUS (PMTV, POMOVIRUS)**

Recientemente se detectó en Colombia la presencia del virus mop-top de la papa (PMTV, Pomovirus), transmitido por zoosporas del protozoo Spongospora subterranea f. sp. subterranea, agente causal de la sarna polvosa de la papa. Esta investigación se planteó con el fin de evaluar las características genotípicas de las cepas virales del PMTV obtenidas a partir de 20 muestras de suelos de cultivos de papa de los departamentos de Antioquia, Boyacá, Cundinamarca y Nariño. Para esto, se amplificaron mediante RT-PCR las regiones parciales que codifican para los genes de la cápside (CP) y del segundo gen del triple bloque de genes (TGB2), secuenciándose y comparándose con las secuencias de este virus depositadas en las bases de datos moleculares. Adicionalmente, se seleccionaron dos cepas del virus para aumentar el cubrimiento de las secuencias de los segmentos dos y tres (ARN 2 y ARN 3) del genoma viral. Los resultados reconfirmaron la presencia del virus PMTV en Colombia, detectándose dos variantes principales (I y II), una de ellas correspondiente al genotipo distribuido mundialmente (I); mientras que la otra variante (II) representa aislamientos virales de PMTV no registrados hasta ahora en otros países del mundo. Se espera que la información generada en esta investigación sea considerada en los programas de certificación de tubérculo semilla y del manejo cuarentenario de patógenos del cultivo de papa en el país.

Potato mop-top virus (PMTV, Pomovirus) was detected recently in Colombia. PMTV is transmitted by zoopores of the protozoan Spongospora subterranean f. sp. subterranea, the causal agent of powdery scab in potato. The goal of this study was to assess the genotypic characteristics of viral strains of PMTV obtained from 20 soil samples of potato crops in the departments of Antioquia, Boyacá, Cundinamarca, and Nariño. To do so, partial regions of the capsid gene (CP) and the second gen of the Triple Gene Block (TGB2) were amplified using RT-PCR. Amplicons were sequenced and compared with PMTV sequences deposited in molecular databases. In addition, we selected two strains of the virus to increase the coverage of sequencing in segments two and three (RNA 2 and RNA 3) of the viral genome. Our results reconfirmed the presence of PMTV in Colombia, with detection of two variants (I and II). One of them corresponds to the major genotype of PMTV reported worldwide (I); the second variant (II) corresponds to a PMTV strain not detected previously in other countries. We hope that this information will be useful to certification programs of eed tubers and plant quarantine management of potato pathogens in Colombia.

**ALIMENTACIÓN DE PELTOCEPHALUS DUMERILIANUS (TESTUDINES: PODOCNEMIDIDAE) EN CONDICIONES NATURALES**

El presente trabajo analiza aspectos de alimentación en medio natural de la tortuga, Peltocephalus dumerilianus (Testudines: Podocnemididae; cabezón), a partir de muestras de contenidos alimenticios tomados de estómago e intestino grueso de ejemplares utilizados para consumo por los habitantes ribereños de la comunidad de São Louis, en el medio río Negro, municipio de Barcelos (Amazonas), Brasil. Se documenta que la especie es omnívora, oportunista y generalista, consume preferiblemente vegetales, con predominancia de semillas y frutos de palmeras, además, se registraron otros productos que incluyen materia animal de diversos taxones.

This study analyzed aspects of the natural feeding of Peltocephalus dumerilianus (Testudines: Podocnemididae; big headed Amazon river turtle) by inspection of samples taken from stomachs and large intestines of individuals consumed as a protein source by people living along the middle Río Negro river, in the Municipality of Barcelos (Amazon), Brazil. The results showed that this species is an opportunist, omnivore, and generalist, preferring plant material, particularly palm fruits and seeds; in addition, the consumption of diverse animal matter of different taxa was documented.

MODELACIÓN ESTRUCTURAL DE LA PROTEÍNA DE LA CÁPSIDE DEL VIRUS A DE LA PAPA (PVA, POTYVIRUS)

A diferencia de lo que ocurre con diversos virus icosahédricos, la estructura a alta resolución de la cápside de los virus flexuosos de plantas pertenecientes a la familia Potyviviridae no ha podido ser determinada aún. Los potyvirus son un grupo de gran importancia económica en la agricultura al afectar cultivos como papa, tomate, tabaco, papaya y caña de azúcar, entre muchos otros; por lo cual la comprensión de su estructura puede arrojar información valiosa para lograr un conocimiento más detallado de sus mecanismos biológicos, con miras al diseño de estrategias de control. En este trabajo se presenta un modelo de la estructura tridimensional de la región central de la proteína de la cápside del virus A de la papa (PVA), utilizando una combinación de herramientas de predicción de estructura secundaria y docking. El modelo presentado tiene dimensiones compatibles con la estructura de baja resolución obtenida en otros estudios mediante microscopía electrónica y será de gran utilidad en el diseño de experimentos de mutagénesis dirigida, enfocados en el estudio del ensamblaje de la partícula viral y como base para modelar la estructura de otras especies potyvirales de importancia actual en Colombia como el virus Y de la papa (PVY), virus de la malformación de las hojas del tomate de árbol (TaLMV) y el virus de la mancha anular de la papaya (PRSV).

In contrast to icosahedric viruses, a high-resolution structure of flexuous viruses of plants belonging to the family Potyviridae has yet to be obtained. Potyviruses are economically important in agriculture due to their ability to infect crops such as potato, tomato, tobacco, papaya, and sugar cane, among many others; thus an understanding of its three-dimensional structure might provide valuable insight into biological mechanisms, with the aim of designing control strategies. In this study, we present a model for the three-dimensional structure of the core region of Potato virus A (PVA), using a combination tool to predict the secondary structure and docking. The model presented has dimensions compatible with the low resolution structure in other studies using electron microscopy and will be highly useful in the design of experiments of directed mutagenesis aimed at understanding potyvirus assembly and as a basis for modelling the structure of other important related virus species of importance in Colombia, such as Potato virus Y (PVY), Tamarillo leaf malformation virus (TaLMV), and Papaya ringspot virus (PRSV).

Seminario de Ciencias Básicas Biomédicas Corporación Académica Ciencias Básicas Biomédicas Universidad de Antioquia Medelín (Antioquia), Colombia