Secondary somatic embryogenesis and applications in plant breeding

Abstract

Secondary somatic embryogenesis is the phenomenon whereby new somatic embryos are initiated from somatic embryos. Such cultures have been described in at least 80 Gymnosperm and Angiosperm species. In the initial step (primary somatic embryogenesis) such cultures have to be started from plant explants. In general, primary somatic embryogenesis from vegetative plant explants is, indirect and mostly driven by auxin (AUX) or auxin and cytokinin (AUX/CYT) supplemented media, whereas, from zygotic embryos it is direct and driven, to a larger extent, by CYT or growth regulator free media. Primary somatic embryogenesis from floral plant explants is between these two extremes. Indirect and direct somatic embryogenesis should be seen as two extremes of one continuum: in indirect somatic embryogenesis the embryos develop up to the (pre)-globular stage and in direct somatic embryogenesis to mature stages before they are subjected to secondary embryogenesis. In general, secondary embryogenesis requires no growth regulators in species with CYT driven primary embryogenesis. Whereas, continuous exposure to growth regulators is needed in species with CYT/AUX or AUX driven primary embryogenesis.In most species somatic embryos can be converted into shoots, although the frequencies are mostly low. In general, somatic embryos induced by growth regulator free or CYT supplemented media meet more difficulties in shoot development than embryos induced by AUX supplemented media. Applications of secondary somatic embryogenesis for plant breeding are discussed.

High embryogenic ability and regeneration from floral axis of Amorphophallus konjac (Araceae)

“…A similar trend was also observed in 6-BA and NAA. Some researchers have reported that most species exhibit a lower frequency of primary than secondary somatic embryos induction [20,21]. Similar results are obtained in the present study.…”

ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA DE REGENERACION POR EMBRIOGÉNESIS SOMÁTICA DE Azadirachta indica A. Juss.

“…A diferencia de los embriones somáticos primarios, los secundarios se originan directamente de las células epidérmicas y sub-epidérmicas de la zona hipocotilar de los embriones somáticos primarios, tal como se describió en C. arabica, por parte de Fernández et al, (2005), así como en un bajo porcentaje se diferencian del polo radicular, tal como se señaló en Melia azedarach (Scocchi et al, 2007). Pero en este trabajo se logró inclusive observar la ciclación ininterrumpida de la embriogénesis somática debido a su exposición consecutiva a reguladores de crecimiento, esto fue evidenciado a través de la formación de embriones somáticos primarios hasta terciarios, aspecto también indicado por Raemakers et al, (1995). Los embriones siguieron desarrollándose de manera repetitiva apareciendo hasta las 8 semanas, verificando el hecho que al aumentar el período de incubación se incrementa la respuesta embriogénica.…”

Establecimiento de un sistema de selección in vitro de variedades venezolanas de arroz (Oryza sativa L.) resistentes al hongo Pyricularia grisea.

“…Así se han ejecutado diferentes programas de mejoramiento de arroz por cultivo de tejidos (mediante variación somaclonal y presión de selección) e ingeniería genética (Agrobacterium, biobalística, electroporación entre otros), en los que se han descrito eficientes protocolos de regeneración in vitro, tanto por organogénesis como por embriogénesis somática, siendo esta última la de mayor potencial regenerativo (Raemakers et al, 1995). El mejoramiento genético a través de la presión selectiva con agentes bióticos como las toxinas, determina cambios complejos a nivel genómico, proteómico y metabolómico (Pérez-Clemente et al, 2013).…”