Estandarización de un protocolo de cultivo in vitro de Smallanthus sonchifolius para el suministro de material de siembra en la cadena productiva de yacón del departamento de Cundinamarca - Colombia

Abstract

El yacón, Smallanthus sonchifolius (Asteraceae: Smallanthus), representa un importante cultivo agrícola andino dotado de considerables atributos nutracéuticos y medicinales; sin embargo, su propagación convencional a través de rizomas se ve obstaculizada por diversas restricciones fitosanitarias. Este estudio tuvo como objetivo establecer un protocolo estandarizado de cultivo in vitro para facilitar la generación eficiente de material de siembra de calidad superior en el departamento de Cundinamarca - Colombia. Para ello, se evaluaron diferentes tratamientos a lo largo del proceso de micropropagación, desde la selección del material vegetal de origen hasta la aclimatación de las plántulas obtenidas. En la primera etapa de selección del material vegetal se desarrolló el establecimiento de un cultivo stock (in vivo) en invernadero donde evaluaron tres diferentes métodos de desinfección del material origen (secciones del rizoma), siendo el tratamiento hipoclorito de sodio (NaClO) al 0,5 % que permitió alcanzar una regeneración del 92,5 % en la propagación vegetativa bajo condiciones de invernadero, complementado con estrategias preventivas de manejo integrado de plagas. Durante el establecimiento a condiciones in vitro, se evaluó el efecto del ácido indolacético (AIA) y kinetina (KIN) en interacción con los protocolos de desinfección superficial elegidos, logrando el establecimiento in vitro con el protocolo modificado de Murashige y Skoog (MS), suplementado con carbón activado y libre de reguladores de crecimiento a partir de la evaluación de la combinación de tratamientos de desinfección y uso reguladores de crecimiento. En esta etapa también se evaluaron dos citoquininas: BAP (6-bencilaminopurina) y KIN, las cuales no promovieron el desarrollo adecuado de los explantes, induciendo la formación de callos sin diferenciación. En la fase de aclimatación y endurecimiento, se comparó el uso de cámara de intercambio gaseoso bajo dos condiciones: cámara climática y en invernadero, obteniendo mejor respuesta en la primera con una supervivencia del 44,8 %, evidenciando en esta fase un punto crítico del proceso. El protocolo estandarizado alcanzó una tasa de propagación de 4.0 y permitió identificar factores limitantes para el establecimiento del cultivo in vitro de S. sonchifolius. Esta herramienta biotecnológica contribuye a la producción de material de siembra de alta calidad y con un estándar fitosanitario acorde con las buenas prácticas agrícolas, fortaleciendo la capacidad productiva de los pequeños agricultores de Cundinamarca. (Texto tomado de la fuente)

Smallanthus sonchifolius (Asteraceae: Smallanthus), commonly known as yacón, is an important Andean crop valued for its nutraceutical and medicinal properties; however, its conventional propagation through rhizomes is constrained by multiple phytosanitary limitations. This study aimed to establish a standardized in vitro culture protocol to enable the efficient production of high-quality planting material in the department of Cundinamarca, Colombia. Several treatments were evaluated throughout the micropropagation process, from the selection of source plant material to the acclimatization of regenerated plantlets. In the initial stage, a stock culture (in vivo) was established in a greenhouse using rhizome sections as explants, where three surface-disinfection methods were compared. Sodium hypochlorite (NaClO) at 0.5% yielded the highest regeneration rate (92.5%) under greenhouse vegetative propagation, combined with preventive integrated pest management strategies. During in vitro establishment, the effects of indole-3-acetic acid (IAA) and kinetin (KIN) were assessed in combination with the selected surface-disinfection protocols. Successful in vitro establishment was achieved using a modified Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with activated charcoal and free of growth regulators, based on the evaluation of the combined disinfection and plant growth regulator treatments. Two cytokinins, BAP (6-benzylaminopurine) and KIN, were also tested; however, both induced non-differentiated callus formation and failed to promote adequate explant development. In the acclimatization and hardening phase, plantlets were evaluated under two gas-exchange chamber conditions—climate-controlled chamber and greenhouse—where the former resulted in higher survival (44.8%), indicating a critical limiting step in the protocol. The standardized protocol achieved a propagation rate of 4.0 and enabled the identification of key bottlenecks in the in vitro establishment of S. sonchifolius. This biotechnological tool contributes to the production of high-quality planting material with appropriate phytosanitary standards under good agricultural practices, strengthening the productive capacity of small farmers in Cundinamarca.