Effect of natural extracts on the micropropagation of Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews (Orchidaceae)

Authors

  • Candy Carranza Alvarez Universidad Autónoma de San Luis Potosí https://orcid.org/0000-0002-6456-3035
  • Karina Lizbeth Trinidad-García
  • Humberto Reyes-Hernández
  • Luis Jesús Castillo-Pérez
  • Javier Fortanelli-Martínez

DOI:

https://doi.org/10.18633/biotecnia.v23i1.805

Keywords:

vanilla, micropropagation, natural extracts

Abstract

Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews is an orchid of great economic importance, which faces problems due to overexploitation and threat of its original habitat. Therefore, the aim of the present investigation was to establish an in vitro micropropagation protocol evaluating the effect of different organic extracts. The first stage of the in vitro culture was the seeds germination leading to the formation of protocorms. The protocorms were grown in MS media supplemented with natural extracts: MPL (banana), MPI (pineapple), MCO (coco­nut water) and control medium, to promote morphogenesis. Subsequently, to induce shoots rhizogenesis and acclimati­zation, auxin treatments (AIA and AIB) were used. The results  showed that in vitro germination began at 60 days, and that the addition of organic extracts promoted the differentiation of the shoots, resulting the MPI treatment more efficient. Fur­thermore, the addition of 0.5 mg L-1 of IAA promoted vitro­plants rooting and pre-acclimatization. These results suggest that organic extracts promote the vanilla morphogenesis, without synthetic growth regulators in the early stages of in vitro micropropagation.

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Author Biography

Candy Carranza Alvarez, Universidad Autónoma de San Luis Potosí

Profesor Investigador de Tiempo Completo de la UASLP, perfil PRODEP, miembro del SNI nivel I.

References

Abbas, B., Heningtyas, F., Amriati, B. 2011. In vitro seeds germination and plantlets development of Grammatophyllum scriptum Lindl. (Orchidaceae). International Research Journal of Plant Science, 2, 154-159.
Arditti, J., Krikorian, A.D. 1996. Orchid micropropagation: the path from laboratory to commercialization and an account of several unappreciated investigators. Botanical Journal of the Linnean Society, 122, 183-241.
Ayele, Y. B., Tefera, W., Bantte, K. 2017. Enhanced Protocol Development for in vitro Multiplication and Rooting of Vanilla (Vanilla planifolia Andr.) Clone (Van. 2/05). Biotechnology Journal International, 1-11.
Azofeifa-Bolaños, J.B., Paniagua-Vásquez, A., García-García, J.A. 2014. Importance and conservation challenges of Vanilla spp. (Orchidaceae) in Costa Rica. Agronomía Mesoamericana, 25, 189-202.
Barrera-Rodríguez, A.I., Espejel-García, A.A., Herrera-Cabrera, B.E. 2016. La asociatividad de productores de vainilla (Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews) como estrategia productiva y comercial. Agroproductividad, 9, 39-42.
Biradar, V., Inamdar, A., Shamse, A., Patil, M. S. 2016. In vitro Studies on the influence of different concentrations of growth regulators on economically important orchid, Vanilla planifolia. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci, 5, 311-323.
Bory, S., Grisoni, M., Duval, M. F., Besse, P. (2008). Biodiversity and preservation of vanilla: present state of knowledge. Genetic Resources and Crop Evolution. 55: 551-571.
Damirón, R. V. 2004. El cultivo de la vainilla. Veracruz agrícola. Dirección General de Agricultura y Fitosanitaria. Gobierno del estado de Veracruz, México.
De la Cruz, W., Dominguez, J., Viruliche, L.D. 2014. Evaluación del efecto de cinco sustratos y una dosis de Ácido α. Naftalen-acético (ANA) en la propagación de esquejes de vainilla (Vanilla sp). Revista Amazónica Ciencia y Tecnología, 3, 198-220.
Debnath, S. C. 2009. Characteristics of strawberry plants propagated by in vitro bioreactor culture and ex vitro propagation method. Engineering in Life Sciences, 9, 239-246.
Espinosa-Leal, C.A., Puente-Garza, C.A., García-Lara, S. 2018. In vitro plant tissue culture: means for production of biological active compounds. Planta, 248, 1-18.
Flores Castaños, O., Cuéllar Zometa, J.F., Montes de Godoy, M.E., Gámez Pastrana, M.R., González Arnao, M.T., Guevara Valencia, M., Aguilar Rivera, N. 2017. Germinación in vitro de semillas de Vanilla planifolia Jacks y comparación de métodos de micropropagación. Avances en Investigacion Agropecuaria, 21.
García, R.A.M. 2018. In vitro Propagation of Vanilla. Handbook of Vanilla Science and Technology.
Gätjens-Boniche, O., Acuña-Matamoros, C.L., Montero-Carmona, W., Díaz, C., Torres, S. 2018. Propagación masiva y formación de callos protocórmicos de vainilla a partir de ápices radicales. Polibotánica. 45: 157-180.
Gaudencio-Sedano C., Manzo-Alejandro G., Reymundo-Roldán H, Castellanos J.A. 2015. Propagación in vitro de orquídeas y otras ornamentales. Revista Mexicana De Ciencias Agrícolas. 12: 451–456.
Gnasekaran, P., Poobathy, R., Mahmood, M., Samian, M.R., Subramaniam, S. 2012. Effects of complex organic additives on improving the growth of PLBs of Vanda Kasem's Delight. Australian Journal of Crop Science, 6, 1245.
Hernández, J. 2011. Paquete tecnológico vainilla (Vanilla planifolia Jackson). Establecimiento y mantenimiento (Programa Estratégico para el desarrollo Rural Sustentable de la Región Sur-Sureste: Trópico Húmedo). Tlapacoyan, Veracruz: SAGARPA-INIFAP.
Jaramillo, J.L., Escobedo, J.S., Barrera, A. 2012. Competitividad de Sistemas de Beneficiado de Vainilla (Vanilla Planifolia J.) en la Región del Totonacapan, México. Panorama Socioeconómico, 30, 80-93.
Kelso-Bucio, H.A., Bâ, K.M., Sánchez-Morales, S., Reyes-López, D. 2012. Estimación in situ del Kc ini de la vainilla (Vanilla planifolia A). Agrociencia, 46, 499-506.
Kitsaki, C.K., Zygouraki, S., Ziobora, M., Kintzios, S. 2004. In vitro germination, protocorm formation and plantlet development of mature versus immature seeds from several Ophrys species (Orchidaceae). Plant cell reports, 23, 284-290.
Knudson, L. 1950. Germination of Seeds of Vanilla. American Journal of Botany. 37(3): 241.
Lozano-Rodríguez, M.Á., Menchaca-García, R.A., Alanís-Méndez, J.L., Pech-Canché, J.M. 2015. Cultivo in vitro de yemas axilares de Vanilla planifolia Andrews con diferentes citocininas. Revista Científica Biológico-Agropecuaria Tuxpan, 4, 1153–1165.
Lugo, H.L. 1955. The effect of nitrogen on the germination of Vanilla planifolia. American Journal of Botany, 679-684.
Luna-Guevara, J.J., Ruiz-Espinosa, H., Herrera-Cabrera, E.B., Navarro-Ocaña, A., Delgado-Alvarado, A., Luna-Guevara, M.L. 2016. Variedad de microflora presente en vainilla (Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews) relacionados con procesos de beneficiado. Agroproductividad, 9, 3-9.
Menchaca-García R.A. 2011. Manual para la propagación de orquídeas. 1st ed. Comisión Nacional Forestal. México.
Menchaca-García, R.A., Ramos, J.M., Moreno, D., Luna, M., Mata, M., Vázquez, L.M., Lozano, M.A. 2011. Germinación in vitro de híbridos de Vanilla planifolia y V. pompona. Revista colombiana de biotecnología, 13, 80-84.
Moreno-Martínez, D., y Menchaca-García, R.A. 2007. Efecto de los compuestos orgánicos en la propagación in vitro de Stanhopea tigrina Bateman (Orchidaceae). Foresta veracruzana, 9, 27-32.
Morwal, G., Jadhav, S.J., Shinde, A., Mandge, N., Mandge, N. 2015. Conservation of Vanilla Planifolia by in vitro micropropagation method. In Special issue national conference “ACGT (pp. 13-14).
Nascimento, T.A.D., Furtado, M.D.S.C., Pereira, W.C., Barberena, F.F.V.A. 2019. Vanilla bahiana Hoehne (Orchidaceae): studies on fruit development and new perspectives into crop improvement for the Vanilla planifolia group. Biota Neotropica, 19.
Nongrum, I., Kumaria, S., Tandon, P. 2007. Influence of in vitro media on asymbiotic germination, plantlet development and ex vitro establishment of Coelogyne ovalis Lindl. and Coelogyne nitida (Wall. ex Don) Lindl. Proceedings-Indian National Science Academy, 73, 205.
Norma Oficial Mexicana “Protección ambiental-Especies nativas de México de flora y fauna silvestres-Categorías de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio-Lista de especies en riesgo”. [Consultado 21 noviembre 2019] 2010. Disponible en: http://dof.gob.mx/nota_detalle_popup.php?codigo=5173091.
Pedroso-de-Moraes, C., Souza-Leal, T. D., Panosso, A. R., & Souza, M. C. D. 2012. Effect of chemical scarification and concentration of nitrogen on the germination and in vitro development of Vanilla planifolia Jack ex Andr. (Orchidaceae: Vanilloideae). Acta Botanica Brasilica, 26, 714-719.
Rao, S. R., & Ravishankar, G. A. 2002. Plant cell cultures: chemical factories of secondary metabolites. Biotechnology advances, 20, 101-153.
Reyes-Hernández, H., Trinidad-García, K.L., Herrera-Cabrera, B.E. 2018. Caracterización del ambiente de los vainillales y área potencial para su cultivo en la Huasteca Potosina. Biotecnia, XX:49-57.
Rodríguez Montoya, L. 2002. Micropropagación de orquídeas silvestres (Encyclia oxypetala (Lindl.) Acuña y Encyclia phoenicea (Lindl.) Neum) (Doctoral dissertation, Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas).
Soto-Arenas M.A. 2003 Vanilla. En: Pridgeon AM, Cribb PJ, Chase MW, Rasmussen FN (ed) Genera orchidacearum: Orchidoideae, Oxford University Press, EUA.
Soto-Arenas, M.A. 1999. Filogeografía y recursos genéticos de las vainillas de México. Project J101, CONABIO, México.
Spinoso-Castillo, J.L., Chavez-Santoscoy, R.A., Bogdanchikova, N., Pérez-Sato, J.A., Morales-Ramos, V., Bello-Bello, J.J. 2017. Antimicrobial and hormetic effects of silver nanoparticles on in vitro regeneration of vanilla (Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews) using a temporary immersion system. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 129, 195-207.
Thejaswini, R.,Narasimhan, S.2017. Undefined organic additives stimulates in vitro seed germination of Dendrobium ovatum (Willd.) Kraenzl, a medicinal orchid. Int J Pharma Med Biol Sci, 6, 29-31.
Torres-González, M.J., Aguirre-Medina, J.F., Iracheta-Donjuan, L. 2011. Germinacion de semilla y obtencion de plantulas de Vanilla planifolia Andrews en condiciones in vitro. Agroproductividad, 4, 3-9.
Trinidad-García, K.L. 2014 Caracterización agroecológica de la vainilla (Vanilla spp.) en la Huasteca Potosina. Tesis de Maestría. Universidad Autónoma de San Luis Potosí, S.L.P., México. 105 pp.
Vargas Hernández, J., Gámez Velázquez, H.G. 2014. Producción de vainilla en tres sistemas de producción en la Sierra Huasteca Potosina. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. 31 pp.
Velazquez-Kú, N.V., Quijano-Ávila, J. C.,Rodríguez-Ávila, N.L. 2016. Análisis de diferentes sustratos en la germinación y multiplicación in vitro de orquídeas silvestres del estado de campeche. Revista del centro de graduados e investigación, 31, 27-31.
Yam, T.W., Arditti, J. 2009. History of orchid propagation: a mirror of the history of biotechnology. Plant Biotechnology Reports, 3, 1.
Zuraida, A., Fatin Liyana Izzati, K., Nazreena, O., Wan Zaliha, W., Che Radziah, C., Zamri, Z., Sreeramanan, S. 2013. A Simple and Efficient Protocol for the Mass Propagation of Vanilla planifolia. American Journal of Plant Sciences, 4: 1685–1692.

Published

2021-01-21

How to Cite

Carranza Alvarez, C., Trinidad-García, K. L., Reyes-Hernández, H., Castillo-Pérez, L. J., & Fortanelli-Martínez, J. (2021). Effect of natural extracts on the micropropagation of Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews (Orchidaceae). Biotecnia, 23(1), 5–12. https://doi.org/10.18633/biotecnia.v23i1.805

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