Organogènesi adventícia i nivells d'àcid indol-3-acètic i citocinines endògens en explants de pètals i fulles de clavell (

Abstract

En aquesta tesi s'ha estudiat el procés d'organogènesi adventícia de brots i rels en el clavell.<br/>D'una banda s'ha demostrat l'efecte de genotip en aquest procés, tot sent el cultivar White Sim el més regeneratiu. Prèviament s'havien estudiat les relacions genètiques entre els vuit cultivars de clavell estudiats, mitjançant anàlisis RAPDs. També s'ha trobat un efecte de l'explant en aquest procés morfogènic, tot sent les fulles lleugerament més regeneratives que els pètals. I també un efecte del tipus, balanç i concentració dels reguladors del creixement exògens (l'auxina NAA i les citocinines BA i TDZ). Cal destacar el gran efecte morfogènic del thidiazuron (TDZ), comparat amb la benziladenina (BA), i la sinèrgia trobada entre el TDZ i l'àcid naftalenacètic (NAA) en la regeneració de brots. El TDZ ha tingut un efecte organogènic tant directe, com indirecte a través de promoure un increment en determinades citocinines endògenes. Aquestes s'han trobat localitzades (mitjançant la tècnica de la immunolocalització) en els meristemes apicals dels primordis caulinars adventicis en formació.<br/>La concentració d'agar del medi i la humitat relativa del cultiu han influït també en la capacitat organogènica dels explants estudiats i en el grau d'hiperhidricitat dels brots regenerats.<br/>La presència del gen rolC d'<i>Agrobacterium rhizogenes</i> en plantes de clavell ha incrementat la capacitat organogènica, tant de brots com de rels, dels explants de clavell, mostrant un efecte similar al de les citocinines i al de les auxines, respectivament. Quantificacions de citocinines endògenes en les diferents línies estudiades han demostrat que les fulles transgèniques presenten nivells més elevats de citocinines tipus zeatina que les fulles control, mentre que els pètals transgènics tenen més concentració de citocinines tipus isopenteniladenina (iP). La concentració d'iP ens els pètals de les diferents línies transgèniques estudiades s'ha correlacionat amb la capacitat de regeneració dels pètals. D'altra banda, donat que els nivells d'auxines de les plantes <i>rolC</i> són similars als de les plantes no transgèniques, l'efecte d'auxina del gen <i>rolC</i> s'explicaria per un increment de la sensibilitat a las auxines.<br/>Finalment, l'estudi de la influència dels gens <i>rol</i> d'<i>Agrobacterium rhizogenes</i> en plantes ornamentals amb flor ha mostrat que el fenotip obtingut pot ser de gran interès comercial, donat que promouen hàbits de creixement compactes, una major ramificació lateral, millor arrelament i un increment en la floració, la qual, en alguns casos, pot fins i tot avançar-se. La disminució de la fertilitat masculina, obtinguda en la major part de transformacions, seria pràcticament l'única característica negativa. D'entre els gens <i>rol</i>, el <i>rolC</i> seria el més recomanable, donat que els seus efectes són els més avantatjosos pel que fa a la millora de trets ornamentals i horticulturals.

In this thesis we have studied the adventitious organogenesis of shoots and roots in carnation.<br/>On one hand, we have found an effect of the genotype in this process, the White Sim cultivar being the most regenerative among the studied cultivars. Previously, we analyzed the genetic relatedness among the eight carnation cultivars. We have also found an effect of the explant in this morphogenic process: leaves were found to be more regenerative than petals. And finally, we have shown an effect of the type, balance and concentration of exogenous plant growth regulators (auxins and cytokinins). It is worth noting the great morphogenic effect of thidiazuron (TDZ), compared with benzyladenine, and the synergy found with TDZ acting together with naphthaleneacetic acid in the adventitious shoot regeneration. TDZ showed a direct effect on the shoot organogenesis, but also an indirect effect by promoting an increase in specific endogenous cytokinins. The cytokinins have been located in the apical meristems of the adventitious shoot primordia formed on the petal surface. <br/>The agar concentration of the media and the relative humidity of the culture atmosphere have also influenced the organogenic capacity of the studied explants and the hyperhydricity of the regenerated shoots. <br/>The introduction of the rolC gene of Agrobacterium rhizogenes in carnation plants have improved both shoot and root organogenesis of the explants, thus showing a cytokinin-like but also an auxin-like activity. By quantifying the endogenous cytokinins, rolC-transgenic leaves have been found to have higher levels of zeatin-type cytokinins, whereas rolC-transgenic petals have shown higher levels of isopentenyladenine-type cytokinins. On the other hand, since auxin levels of rolC-transgenic plants have not differed from those of non-transgenic plants, the auxin-like effect of the rolC gene could be explained by an increase in auxin sensitivity in transgenic tissues. <br/>Finally, the study of the influence of rol genes in floriculture have shown that the obtained phenotype by transforming ornamental flowering plants with rol genes can be commercially desirable, since these genes promote dwarf and bushy phenotypes, promote better rooting and improve flowering, both by increasing the number of flowers and advancing the flowering time. Among rol genes, the rolC gene is the most recommendable.