In vitro clonal mass propagation of Ximenia americana L.

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Biociências, Departamento de Botânica, Ecologia e Zoologia, Laboratório de biotecnologia vegetal, Av. Senador Salgado Filho, Campus Universitário, 59072-970 Natal-RN, Brazil

Corresponding author: magdi_aloufa@msn.com

Abstract

Introduction. Ximenia americana is a species developed in Africa and South America. This fruit tree is threatened by a dangerous process of genetic erosion. In vitro techniques could be used for its rapid clonal propagation. Since there is still no report on vitroculture of the species, we tested its micropropagation using axillary buds from mature plants of X. americana. Materials and methods. Single node explants of X. americana shoots were cultured on a proliferation medium made up with a MS medium containing different concentrations (2.5-15 μM) of two cytokinins [benzyladenine (BA) or kinetin] used individually or in combination with 0.5 μM of an auxin [2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) or naphtaleneacetic acid (NAA)]. Data were recorded after 5 weeks of culture. From proliferated shoot clumps, shoot explants (approximately 3 cm in length) were excised and transferred to rooting media made up with MS medium with or without 0.5 M of indolebutyric acid (IBA) (pH = 5.8). Results. The most rapid and earliest proliferation was observed in media with the lowest concentrations of cytokinins. Absence of growth regulators in media and media with 2,4-D or NAA considerably delayed bud proliferation. The number of shoots per explant increased with the increase of cytokinins. The maximum number of shoots was achieved in 10 μM BA. When shoots were transferred to rooting media, media supplemented with 0.5 μM IBA improved the rooting frequency, root quality and number of roots per cutting. After rooting, the vitroplants were transplanted into small polybags with 1:1 non-sterile soil and sand, then in the field after 4 weeks. Eighty percent of the plants taken from regulator-supplemented media were acclimated versus 15% of those taken from auxin-free media. Conclusion. The rapid clonal propagation of X. americana is possible through in vitro culture of nodal explants. The best cytokinin for shoot multiplication was BA.

Résumé

Introduction. Ximenia americana est une espèce qui se développe en Afrique et Amérique du Sud. Cet arbre fruitier est menacé par un dangereux processus d'érosion génétique. Des techniques de multiplication in vitro pourraient permettre de le propager rapidement. Pour pallier le manque de données sur la vitroculture de l'espèce, nous avons testé sa micro-propagation en utilisant les bourgeons axillaires de plants adultes de X. americana. Matériel et méthodes. Des explants d'un seul nœud de tiges de X. americana ont été cultivés sur un milieu de prolifération constitué d'un milieu MS contenant différentes concentrations (2.5-15 μM) de cytokinines [benzyladenine (BA) ou kinétine] utilisées soit seules, soit en combinaison avec 0,5 μM d'une auxine [acide 2,4-dichlorophenoxyacetique (2,4-D) ou acide naphtaleneacétique (ANA)]. Diverses observations ont été faites après cinq semaines de culture. À partir des touffes de pousses proliférées, des explants de tige d'environ 3 cm de long ont été excisés et transférés sur milieu d'enracinement composé d'un milieu MS avec ou sans 0,5 μM d'acide indolebutyrique (AIB) (pH = 5,8). Résultats. Les milieux contenant les plus basses concentrations de cytokinines ont permis les proliférations les plus rapides et les plus précoces des bourgeons. En revanche, ces proliférations ont été considérablement retardées dans les milieux sans régulateur de croissance et dans ceux contenant du 2,4-D ou de l'ANA. Le nombre de pousses par explant a augmenté avec l'augmentation des teneurs en cytokinines. Le nombre maximal de pousses a été obtenu avec 10 μM de BA. Quand des pousses ont été transférées sur milieux d'enracinement, les milieux enrichis avec 0,5 μM d'AIB ont permis d'améliorer la fréquence d'enracinement, la qualité des racines et le nombre de racines par explant. Après enracinement, les vitroplants ont été transplantés dans de petits sacs de polyéthylène contenant un mélange de sol non stérile et de sable, puis ils ont été mis en terre après 4 semaines. Quatre-vingts pour cent des plants provenant des milieux avec un régulateur de croissance se sont acclimatés contre 15 % de ceux issus de milieux sans auxine. Conclusion. La propagation clonale rapide de X. americana est possible par la culture in vitro d'explants de nœuds. La meilleure cytokinine pour la multiplication des pousses a été la benzyladénine.