Skip to main navigation menu Skip to main content Skip to site footer

Vol. 19 No. 3 (2022)
Septiembre-Diciembre

PAPERS

Biotechnological aspects in the in vitro propagation of magnoliaceae

https://doi.org/10.19053/01228420.v19.n3.2022.15195

Published 2022-12-12

  • Diana Milena Avendaño Torres
    • ,
  • Elberth Hernando Pinzón Sandoval
    • ,
  • Pablo Antonio Serrano Cely

Diana Milena Avendaño Torres
Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombi

Elberth Hernando Pinzón Sandoval
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Pablo Antonio Serrano Cely
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Abstract

The Magnoliacea family is made up of 352 species, of which about 70% are in some category of threat. In Colombia, the greatest diversity of Magnolias in the Neotropics is concentrated with 39 species, of which 29 are exclusive to the country and 95% have some category of threat of extinction, mainly due to the fragmentation and degradation of habitats, geographic distribution restricted, small and isolated populations, unsustainable use of wood and difficulties of natural propagation. Plant biotechnology and in vitro tissue culture techniques are increasingly used as an effective alternative for the propagation of threatened species that deserve particular attention and conservation efforts. Worldwide, valuable efforts have been made to propagate species of the Magnoliaceae family through these biotechnological techniques, whether for ornamental, industrial, pharmacological or conservation purposes, with favorable results. For this reason, the objective of this review is to highlight the importance of the use of biotechnological processes, in this case micropropagation as an in vitro technique, in the propagation of species of the Magnoliaceae family, due to its importance at an ecological and conservation level.

Keywords

Micropropagation, Culture Media, reproductive biotechnology., Bioconservation, Organogenesis

PDF (Español)

Author Biography

Elberth Hernando Pinzón Sandoval

M.Sc. Fisiología Vegetal, Grupo GIPSO, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, e-mail:  elberth.pinzon@uptc.edu.co, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9229-3450

Pablo Antonio Serrano Cely

M.Sc. Ciencias Ambientales, Grupo GIPSO, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, e-mail: pablo.serrano@uptc.edu.co, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1270-3024

References

  1. Arteaga Rios, L. D. (2019). Caracterización molecular y cultivo in vitro de Yoloxóchitl (Magnolia mexicana DC.). Tesis de maestría y doctorado en ciencias agropecuarias y recursos naturales, Universidad Autónoma del estado de México.
  2. Azofeifa, Á. (2009). Problemas de oxidación y oscurecimiento de explantes cultivados in vitro. Agronomía mesoamericana, 20(1), 153-175. https://doi.org/10.15517/AM.V20I1.4990
  3. Borah, R., Kumaria, S., Choudhury, H. (2017). In vitro Plant Regeneration of Magnolia punduana: An Endemic and Threatened Plant Species. Plant Tissue Culture and Biotechnology, 27(2), 153–159. https://doi.org/10.3329/ptcb.v27i2.35020
  4. Calderón, E., Á Cogollo, C. Velásquez-Rúa, M. Serna-González., N. García. (2007). Las magnoliáceas. Pp. 45-154. En: García, N. (ed.). Libro Rojo de Plantas de Colombia. Volumen 5: Las magnoliáceas, las miristicáceas y las podocarpáceas. Serie Libros Rojos de Especies Amenazadas de Colombia. Bogotá, Colombia. Instituto Alexander Von Humboldt – CORANTIOQUIA - Jardín Botánico Joaquín Antonio Uribe de Medellín - Instituto de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional de Colombia - Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. 236 p. ISBN: 978-958-8343-13-6.
  5. Cardozo Pinzón, J. S., Marín Valencia, B. S., Godoy Castaño, J. S., Suárez Román, R. S. (2017). Propagación in vitro Magnolia Hernandezii (Molinillo) a partir de hojas. Revista de la Asociación Colombiana de Ciencias Biológicas, 1(29), 80-85.
  6. Cicuzza, D., Newton, A., Sara Oldfield (2007). The red list of Magnoliaceae. Fauna & Flora International, Cambridge, UK. 33100 (508) ISBN: 9781 903703 23 6.
  7. Cogollo-Pacheco, Á., Hoyos-Gómez, S. E., Serna-González, M. (2019). Una nueva especie y otros registros de Magnoliaceae para Colombia. Brittonia, 71(1), 32-38. https://doi.org/10.1007/s12228-018-9554-0
  8. Cui, Y., Deng, Y., Zheng, K., Hu, X., Zhu, M., Deng, X., Xi, R. (2019). An efficient micropropagation protocol for an endangered ornamental tree species (Magnolia sirindhorniae Noot. & Chalermglin) and assessment of genetic uniformity through DNA markers. Scientific reports, 9(1), 1-10. https://doi.org/10.1038/s41598-019-46050-w
  9. Domínguez, F., Chávez, M., Garduño-Ramírez, M. L., Chávez-Avila, V. M., Mata, M., Cruz-Sosa, F. (2010). Honokiol and Magnolol Production by in vitro Micropropagated Plants of Magnolia dealbata, an Endangered Endemic Mexican Species. Natural Product Communications, 5(2), 235-240. 1934578X1000500. https://doi.org/10.1177/1934578X1000500213
  10. Gallardo, Yobal, S. (2021). Ecología y estado de conservación de Magnolia alejandrae García-Morales (Magnoliaceae) una especie endémica del noreste de México Doctoral dissertation, Instituto de Ecología aplicada, posgrado en Ecología y Manejo de Recursos Naturales, Tamaulipas, México.
  11. González, M. S., Guzmán Vasquez, J. D. (2010). Una mirada a las magnoliáceas colombianas. Revista Politécnica, 6(11), 105 - 111.
  12. Hartmann, H. T., Kester, D. E., & Geneve, R. L. (2011). Hartmann & Kester's plant propagation principles and practices. Eigth Edition. Pearson Education Limited. Edinburgh. No. 631.53 H2555p Ej. 1 025385.
  13. Hidalgo, K. C. (2014). Establecimiento de un protocolo de desinfección, introducción y multiplicación in vitro a partir de yemas apicales de plantas juveniles de magnolia (Magnolia grandiflora) para la producción masiva, repoblación en el Distrito Metropolitano de Quito (Bachelor's thesis, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Carrera de Ingeniería en Biotecnología.) Quito. Ecuador.
  14. Jarret, Litz R.E (1991). Capítulo 7. Regeneración de plantas en el cultivo de tejidos: embriogénesis somática y organogénesis. pp. 143-157. En: Roca, W. M., & Mroginski, L. A. Cultivo de tejidos en la agricultura: fundamentos y aplicaciones. No. 151. Ciat. Cali, Colombia.
  15. Kang, L., Zheng, K., Xie, Y., Deng, Y., Yu, Y., Zhu, M. Deng, X. (2020). Efficient Tissue Culture Protocol for Magnolia lucida (Magnoliaceae) and Confirmation of Genetic Stability of the Regenerated Plants. Plants, 9(8), 997-1009. https://doi.org/10.3390/plants9080997
  16. Kelm, M. A., Nair, M. G. (2000). A Brief Summary of Biologically Active Compounds from Magnolia spp. Studies in Natural Products Chemistry, 24, 845-873. https://doi.org/10.1016/S1572-5995(00)80056-3
  17. Kim, Y. W., Park, S. Y., Park, I. S., Moon, H. K. (2007). Somatic embryogenesis and plant regeneration from immature seeds of Magnolia obovata Thunberg. Plant Biotechnology Reports, 1(4), 237–242. https://doi.org/10.1007/s11816-007-0037-0
  18. Lee, Y. J., Lee, Y. M., Lee, C.-K., Jung, J. K., Han, S. B., Hong, J. T. (2011). Therapeutic applications of compounds in the Magnolia family. Pharmacology & Therapeutics, 130(2), 157–176. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2011.01.010
  19. Llive, F. M. (2005). Callogénesis in vitro de El Redondo (Magnolia yoronconte Dandy) a partir de la siembra apolar de explantes foliares. Biblioteca Digital Wilson Popenoe. Escuela Agrícola Panamericana. Zamorano (Honduras). CPA-2005-T049.pdf. 36 p.
  20. Lozano-Contreras, G. (1994). Dugandiodendron y Talauma (Magnoliaceae) en el Neotrópico. 3a ed. Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, colección Jorge Álvarez Lleras. Bogotá D.C. Colombia. 147p.
  21. Machoa, Alex, D. M. N. (2018). Temporalidad de fenofases y micropropagación in vitro de tres especies relictuales de Magnolia del Occidente de México: implicaciones para su conservación in situ y ex situ. Tesis Maestría en Ciencias en Biosistemática y Manejo de Recursos de Naturales y Agrícolas, Universidad de Guadalajara, México.
  22. Maene, L., Debergh, P. (1985). Liquid medium additions to established tissue cultures to improve elongation and rooting in vivo. Plant cell, tissue and organ culture, 5(1), 23-33.
  23. Mata-Rosas, M., Jiménez-Rodríguez, A., Chávez-Avila, V. M. (2006). Somatic embryogenesis and organogenesis in Magnolia dealbata Zucc. (Magnoliaceae), an endangered, endemic Mexican species. HortScience, 41(5), 1325-1329. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.41.5.1325
  24. Mroginski, P. Sansberro., E. Flaschland. (2004). Capitulo I. Establecimiento de cultivos de tejidos vegetales. pp. 17-25. En: Levitus, G., Echenique, V., Rubinstein, C., Hopp, E., & Mroginski, L. Biotecnología y mejoramiento vegetal II. 2a ed. Argenbio. Consejo Argentino para la información y desarrollo de la Biotecnología. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Argentina.
  25. Murashige, T., Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia plantarum, 15(3), 473-497.
  26. Olmos, S., Luciani, G., Galdeano, E., Levitus, G., Echenique, V., Rubinstein, C., Mroginski, L. (2010) Parte IV: Micropropagación. Capítulo, 1. pp. 353-362. En: Levitus, G., Echenique, V., Rubinstein, C., Hopp, E., & Mroginski, L. Biotecnología y mejoramiento vegetal II. 2a ed. Argenbio. Consejo Argentino para la información y desarrollo de la Biotecnología. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Argentina.
  27. Parris, J. K., Touchell, D. H., Ranney, T. G., Adelberg, J. (2012). Basal salt composition, cytokinins, and phenolic binding agents influence in vitro growth and ex vitro establishment of Magnolia ‘Ann’. HortScience, 47(11), 1625-1629. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.47.11.1625
  28. Perea Dallos, M., González, T., Campos Mosos, H. A., Guillot Monroy, G., Cogua Suárez, J. E. (2011). Cultivo de tejidos vegetales in vitro: manual de prácticas de laboratorio. 1a ed. Proceditor Ltda, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. ISBN: 958-701-372-7. 160p.
  29. Pérez Castañeda, Á. J. (2015). Taxonomía y conservación de la familia Magnoliaceae en el Ecuador (Master's thesis, PUCE). Maestría en Biología de la Conservación, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Escuela de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica del Ecuador.
  30. Quintero D. (2018). Avances en el establecimiento in vitro de cuatro especies de Magnolia. pp. 75-80. En: Toro Murillo, J. L., & Gómez Restrepo, M. L. Avances en la estrategia para la conservación de las especies de la familia Magnoliaceae en jurisdicción de CORANTIOQUIA. Proyecto Conservación y Manejo in situ y ex situ de Especies Forestales Nativas de Importancia Económica y Ecológica en la Jurisdicción de CORANTIOQUIA Medellín: (Boletín Técnico Biodiversidad; No. 6). ISSN 2011- 4087.
  31. Radice, S. (2010). Capítulo 2. Morfogénesis. pp. 17-25. En: Levitus, G., Echenique, V., Rubinstein, C., Hopp, E., & Mroginski, L. Biotecnología y mejoramiento vegetal II. 2a ed. Argenbio. Consejo Argentino para la información y desarrollo de la Biotecnología. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Argentina.
  32. Radomir, Ana-María, (2012). Comparative study on the in vitro multiplication potential of Magnolia stellata and Magnolia x soulangiana species. Journal of Horticulture, Forestry and Biotechnology, 16(2), 39-44.
  33. Rivers, M., Beech, E., Murphy, L., Oldfield, S. (2016). The red list of Magnoliaceae-revised and extended. Botanic Gardens Conservation International. Richmond, Surrey. ISBN-10: 1-905164-64-5, ISBN-13: 978-1-905164-64-6.
  34. Romero Alves, M. E. (2018). Aplicación del cultivo de tejidos in vitro (CTV) para la propagación de especies leñosas. Doctoral dissertation, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad Nacional de La Plata, Argentina.
  35. Serna-González, M., Urrego-Giraldo, L. E., Santa-Ceballos, J. P., Suzuki-Azuma, H. (2021). Flowering, floral visitors and climatic drivers of reproductive phenology of two endangered Magnolias from neotropical Andean forests. Plant Species Biology, 1, 1–18. https://doi.org/10.1111/1442-1984.12351
  36. Serna-González, M., Velásquez-Ruiz, C. (2017). Pollen of colombian Magnolias. Caldasia, 39(1), 59-67. https://dx.doi.org/10.15446/caldasia.v39n1.64315
  37. Sharray, S., Adema, M., Abedini, W. (2015). Plantas de probeta. Manual para la propagación de plantas por cultivo de tejidos in vitro. 1a ed. Edulp, Facultad de ciencias agrarias y forestales. Universidad Nacional de la Plata, Argentina. 240p.
  38. Sokolov, R. S., Atanassova, B. Y., Lakimova, E. T. (2014). Physiological response of in vitro cultured Magnolia sp. to nutrient medium composition. Journal of Horticultural research, 22(1), 49-61. https://dx.doi.org/10.2478/johr-2014-0006
  39. Suárez, Padrón, I. E. (2020). Cultivo de Tejidos Vegetales. 1a ed. Fondo Editorial Universidad de Córdoba, Facultad de Ciencias Agrícolas. Montería Colombia. ISBN 978-958-5104-09-9.118p.
  40. Velásquez, C., Serna, M. (2005). Magnoliáceas de Antioquia. 1a ed. Impregón SA. Jardín Botánico Joaquín Antonio Uribe, Corantioquia, Medellín, Colombia. ISBN 958-33-7741-4. 36p.
  41. Villalobos M. A., Thorpe T. A., (1991). Capítulo 6: Micropropagación: conceptos, metodología y resultados. pp. 127-141. En: Roca, W. M., & Mroginski, L. A. Cultivo de tejidos en la agricultura: fundamentos y aplicaciones. No. 151. Ciat. Cali, Colombia.
  42. Wojtania, A., Skrzypek, E., Gabryszewska, E. (2015). Effect of cytokinin, sucrose and nitrogen salts concentrations on the growth and development and phenolics content in Magnolia x soulangiana ‘Coates’ shoots in vitro. Acta scientiarum polonorum-hortorum cultus, 14(3), 51-62.

Downloads

Download data is not yet available.

Most read articles by the same author(s)