Polyphenols Distribution and Reserve Substances Analysis in Cocoa Somatic Embryogenesis

Abstract

In order to understand the causes of lack of regeneration in cacao somatic embryos, two cacao varieties with different responses to regeneration potential were described based on their capacity to store different compounds. It is well known that seed reserves play a central role in the regenerative capability of somatic embryos; thus, we followed histochemical changes and reserve fluctuations of proteins, polysaccharides and polyphenols during somatic embryogenesis (SE) in the two cacao varieties. The study showed that, in somatic embryos of the regenerating variety, polyphenols were localized mainly in the periphery of the embryo (epidermal cells) and proteins were the main storage substance in the embryo expression medium, while the non-regenerating variety had a high presence of polysaccharides with random distribution of polyphenols at the end of the embryo induction step.Keywords: antioxidants, histology, reserve accumulation, recalcitrance, somatic embryogenesis. RESUMENDos variedades de cacao con diferentes respuestas a la regeneración fueron descritas en función de su capacidad para almacenar diferentes compuestos, con el fin de aproximarse al entendimiento de las causas de la falta de regeneración en embriones somáticos de cacao. Es bien sabido que las reservas de semillas desempeñan un papel central en la capacidad de regeneración de embriones somáticos; por tanto, se realizó un seguimiento de cambios histoquímicos y fluctuaciones de reserva de proteínas, polisacáridos y polifenoles durante la embriogénesis somática (SE) en dos variedades de cacao. El estudio mostró que, en los embriones somáticos de la variedad regenerante, los polifenoles se localizaron principalmente en la periferia del embrión (células de la epidermis) y las proteínas fueron el componente principal de almacenamiento en el medio de expresión de embriones, mientras que la variedad no regenerante tenía una alta presencia de polisacáridos y una distribución aleatoria de los polifenoles en el final de la etapa de inducción de embriones. Palabras clave: acumulación de reservas, antioxidantes, embriogénesis somática, histología, recalcitrancia.

Micromorfología y ultraestructura de las anteras y los granos de polen en diez genotipos élite de Theobroma cacao (Malvaceae)

“…Los polifenoles son metabolitos secundarios presentes en la mayoría de las plantas, están relacionados con respuesta a la herbivoría, también como mecanismos de resistencia a hongos y como subproductos de algunos procesos metabólicos (Lattanzio, Lattanzio, & Cardinali, 2006;Aoun, Rioux, Simard, & Bernier, 2009;Aoun, 2017;Rincón et al, 2020). Estos compuestos, han sido registrados ampliamente en T. cacao (Porter, Ma, & Chan, 1991;Rojas et al, 2008;Rangel et al, 2012;Ioannone et al, 2015;Gallego, Henao, Urrea, & Atehortua, 2016;Magrone, Russo, & Jirillo, 2017;Alean et al, 2020) y su función en T. cacao, probablemente se relacione con lo descrito para otras plantas. En este sentido, Garcia, Potiguara, Kikuchi, Demarco y Aguiar (2014) relacionan la presencia de compuestos polifenólicos y cristales de oxalato de calcio tipo drusas como respuesta a la herbivoría y mecanismos de resistencia a hongos como Moniliophthora perniciosa (Stahel) (Aime & Phillips-Mora, 2005).…”

Effect of Water Stress Induced by Polyethylene Glycol on Growth, Proline Accumulation in Agave americana L.

“…The coloration of the callus is what allows to elucidate whether it is an organogenic or nonorganogenic callus. Studies have been carried out in this regard in cocoa [28], coffee [29,30], rice [31] and banana [32]. In the case of Agave, no literature indicates the type of response that can be generated concerning the coloration of the calluses in the species.…”

Callogenesis and Embryogenic Potential of New Superior Cocoa (Theobroma cacao L.) Genotypes Treated with Ascorbic Acid

“…Oxidation of this compound is an inhibiting factor for multiplication and tissue regeneration. The ability of embryogenesis is also influenced by the concentration and distribution of polyphenolic compounds (Gallego et al, 2016). High concentrations of phenolic compounds are associated with non-regenerating responses of somatic embryos (Alemanno et al, 2003).…”