Propagación clonal in vitro de líneas avanzadas de stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) para una producción de calidad sostenible

Abstract

La Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) es una especie originaria de Paraguay y Brasil es usada como un endulzante o edulcorante natural y por sus propiedades medicinales contribuyen a reducir a problemas de glicemia e hipertensión. La presente investigación tuvo los siguientes objetivos: (1) Desarrollar un protocolo de propagación clonal in vitro de genotipos de stevia en micropropagación convencional in vitro, (2) Desarrollar un protocolo para la propagación clonal de genotipos de stevia en un sistema de biorreactores de inmersión temporal, (3) Evaluar el contenido de esteviósido y el rebaudiósido en genotipos propagados en micropropagación convencional in vitro y en sistemas de biorreactores de inmersión temporal y (4) Evaluar el efecto de dos ambientes controlados en el rendimiento y calidad de genotipos de stevia. La investigación se realizó en el Laboratorio de Cultivos de Tejidos in vitro del Instituto de Biotecnología – IBT, de la Universidad Nacional Agraria La Molina (Lima, Perú). Se emplearon cuatro medios de cultivo: M1: Murashigue and Skoog (MS) sin reguladores de crecimiento + 30 g de sacarosa, M2: MS + 1 mg/l BAP+0.1 mg/l ANA + 30 g sacarosa, M3: MS + 1.5 mg/l BAP+0.1 mg/l ANA + 30 g sacarosa y M4: MS + 2.5 mg/l BAP+0.1 mg/l ANA + 30 g sacarosa y se evaluaron tres genotipos de Stevia. Se desarrolló un protocolo para la propagación convencional in vitro, empleando el medio de cultivo M1 e identificándose al genotipo IBT1 y el IBT3 con el mejor comportamiento en el medio M1. Igualmente se desarrolló un protocolo para la propagación con Biorreactores de Inmersión Temporal (BIT) sobresaliendo el medio M2 y el genotipo con mejor comportamiento fue IBT1. El genotipo IBT3 presentó el contenido más alto de rebaudiosido y esteviósido igual a 17.21 g/100g y 5.28 g/100g; respectivamente superior al IBT1 tanto en plantas provenientes de propagación convencional in vitro y plantas provenientes de propagación en BIT. Para el IBT1 los mejores valores para las características evaluadas fueron observados en el ambiente de Sullana y se observó después de la primera cosecha un incremento en el número de hojas de 13.25 a 57.67 y el contenido de rebaudiósido (16.467 g/100) y esteviósido (3.612 g/100) más alto se observó en Misiones. El IBT2 tuvo mejores valores para la mayor parte de las características en Sullana y después del primer corte (cosecha se reporta un incremento de hojas de 23.62 a 45 hojas y con un contenido de rebaudiósido (19.668 g/100 g) y esteviósido (4.592 g/100 g) más alto se observó en Misiones y en Sullana; respectivamente. El IBT3 dio los mejores valores de las características evaluadas en general en el ambiente de Misiones Paraguay, después del primer corte (cosecha) los mejores valores fueron encontrados en Sullana, de igual modo se observó un incremento de hojas de 21.5 a 34 hojas y el contenido de rebaudiósido (20.218 g/100g) y esteviósido (4.588 g/100 g) más alto se observó en Misiones y en Sullana; respectivamente.

Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) is a species native to Paraguay and Brazil. It is used as a natural sweetener and, due to its medicinal properties, it contributes to reducing glycemia and hypertension problems. The present research had the following objectives: (1) To develop a protocol for in vitro clonal propagation of stevia genotypes in conventional in vitro micropropagation, (2) To develop a protocol for the clonal propagation of stevia genotypes in a bioreactor system of temporary immersion, (3) To evaluate the content of stevioside and rebaudioside in genotypes propagated in conventional micropropagation in vitro and in temporary immersion bioreactor systems and (4) Evaluate the effect of two controlled environments on the yield and quality of stevia genotypes. The research was carried out in the in vitro Tissue Culture Laboratory of the Institute of Biotechnology - IBT, of the La Molina National Agrarian University, located in La Molina, Lima province, Lima department. Peru. Four culture media were used: M1: MS without growth regulators + 30 g of sucrose, M2: MS + 1 mg/l BAP+0.1 mg/l ANA + 30 g sucrose, M3: MS + 1.5 mg/l BAP+ 0.1 mg/l ANA + 30 g sucrose and M4: MS + 2.5 mg/l BAP+0.1 mg/l ANA + 30 g sucrose. Three Stevia genotypes were studied. A protocol was developed for conventional in vitro propagation using the culture medium M1 (MS without growth regulators + 30 g of sucrose) and identifying the genotype IBT1 (Morita II) and IBT3 (Advanced Mutant Line) with the best behavior in the medium M1. Likewise, a protocol was developed for propagation with Temporary Immersion Bioreactors (BIT) with the M2 medium standing out (MS + 1 mg/lt BAP+0.1 mg/lt ANA + 30 g sucrose) and thegenotype with the best performance was IBT1 (Morita II). The IBT3 genotype (Advanced Mutant Line) presents the highest content of rebaudioside and stebioside equal to 17.21 g/100g and g/100g; respectively higher than IBT1 (Morita II) both in plants from conventional propagation in vitro and plants from propagation in BIT. For IBT1, the best values for the evaluated characteristics were observed in the Sullana -Peru environment and an increase in the number of leaves from 13.25 to 57.67 after the first cutting and the content of rebaudioside (16.467 g/100) and stevioside (3,612 g/100) highest was observed in Misiones - Paraguay. The IBT2 (Miskibamba) had better values for most of the characteristics in Sullana and after the first cut (harvest), an increase in leaves from 23.62 to 45 leaves and with a content of rebaudioside (19.668 g/100g) and stevioside (4,592 g/100g) highest was observed in Misiones and Sullana, respectively. The IBT3 gave the best values of the characteristics evaluated in general in the environment of Misiones- Paraguay, after the first cut (harvest) the best values were found in Sullana, likewise, an increase in leaves from 21.5 to 34 leaves was observed, and the highest content of rebaudioside (20.218 g/100 g) and stevioside (4.588 g/100 g) was observed in Misiones and Sullana, respectively.