Somatic embryogenesis as a regeneration method for clonal propagation of Mediterranean forest species

C. Celestino¹, I. Hernández¹, E. Carneros¹, D. López-Vela¹, J. Jiménez¹, J. Alegre¹, A. Vieira-Peixe², A. Zavattieri² & M. Toribio¹

RESUMO

La mejora y conservación de recursos genéticos en especies forestales lleva siglos de retraso con respecto a las especies agrícolas. Los recursos forestales se han considerado tradicionalmente como recursos “mineros”, en los que primaba la mera extracción dejando exclusivamente a la regeneración natural la labor de sostenibilidad en los montes y dehesas o montados. Hoy en día, el necesario desarrollo del medio rural obliga a la explotación racional de los recursos como medio de garantizar su sostenibilidad. Por ello se está empezando a extender el criterio de que las especies forestales se pueden y deben “cultivar” en determinados espacios.

Las características biológicas de las especies forestales las hacen, a menudo, recalcitrantes a las técnicas de mejora y conservación de recursos genéticos tradicionalmente aplicadas a especies agrícolas. En particular, la propagación vegetativa se ha utilizado ampliamente en muchos cultivos leñosos como una herramienta muy poderosa para capturar todo el potencial genético de combinaciones genéticas valiosas. En especies forestales, en particular en las mediterráneas, esta posibilidad raramente se ha podido aplicar debido a la baja capacidad morfogénica de estas especies y la fuerte influencia de la maduración o cambio de fase.

En los últimos años la biotecnología forestal ha tenido un desarrollo espectacular. En particular las técnicas de regeneración clonal de plantas basadas en técnicas de cultivo in vitro, fundamentalmente vía embriogénesis somática, se están ya aplicando por muchas empresas privadas e instituciones públicas a nivel semi-operativo con diversas especies, para la conservación de material selecto y el establecimiento de ensayos clonales.

Nuestros grupos de trabajo están desarrollando protocolos de regeneración por embriogénesis somática en distintas especies forestales. En esta comunicación se presenta el estado actual de los conocimientos en dos especies típicamente mediterráneas, el alcornoque (Quercus suber L.) y el pino piñonero (Pinus pinea L.), destacando los principales cuellos de botella para su aplicación a gran escala.

ABSTRACT

Breeding programs and activities of conservation of genetic resources of forest species are years behind the equivalents in agriculture. Forest resources have been traditionally considered as “mining supplies”, in which extraction was the main object, leaving exclusively to natural regeneration the “labour” of maintenance of the stands. Nowadays, the necessary development of rural lands forces to a rational exploitation of resources to guarantee its sustainability. Because of that, the opinion that forest species can and must be “harvested” in specific areas is beginning to be spread.

Biological characteristics of forest species make them, sometimes, recalcitrant to the breeding and conservation techniques usually applied to agricultural species. Particularly, vegetative propagation has been highly used in woody harvests as an effective tool for achieving higher genetic gains, making use of the best genetic combinations. In forest species, especially the Mediterranean ones, this method of improvement has been hardly applied, due to the low morphogenetic ability and the great influence of maturation or phase change on this trait. Over the last few years, forest biotechnology has had a great development. Particularly, plant regeneration techniques based on in vitro tissue culture, mainly via somatic embryogenesis, are being used by different private firms and public institutions for the conservation of selected trees and for the establishment of clonal trials with different species.

Our research teams are developing protocols for the regeneration of different forest species via somatic embryogenesis. This work presents the actual state of knowledge in two typical Mediterranean species: cork oak (Quercus suber L.) and stone pine (Pinus pinea L.) highlighting the main bottle-necks for their application on a large scale.

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¹Instituto Madrileño de Investigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario (IMIDRA). Finca El Encín, Apdo. Postal 127, 28800 Alcalá de Henares, Madrid, España; e-mail: mariano.toribio@madrid.org; ²Instituto de Ciências Agrárias Mediterrânicas (ICAM).Universidade de Évora; e-mail: zavattieri@uevora.pt