The grass pea (Lathyrus sativus L.) and flatpod peavine (Lathyrus cicera L.) are the most economically important and widely cultivated Lathyrus species. However, their utilization is limited due to the presence of their endogenous toxin β-N-oxalyl-L-α,β-diaminopropionic acid (β-ODAP). Thus, a β-ODAP free variety should be developed through some plant breeding technique like either mutational breeding or genetic-manipulation. In this circumstance, the plant regeneration of Lathyrus species becomes a bottleneck. In the present study, an efficient system for in vitro regeneration of L. sativus with high β-ODAP levels, and L. cicera with low β-ODAP levels, was developed from different explants (axillary buds, leaves and stems). At first, the green nodular calli were induced from sterile seedlings. It was found that the pre-culture of sterile seedlings with 15 mg/L 6-benzyladenine (BA) was necessary for L. cicera, but not for L. sativus. All of these calli were able to differentiate into adventitious shoot formation when cultured further. Among those explants, leaf segments were the optimum because of their easy obtainment and high regeneration efficiency (i.e., 66.48% in L. sativus and 62.13% in L. cicera). Furthermore, it was found that the pre-treatment would significantly improve the efficiency for nodular calli induction in both varieties, although it was easier on explants of L. sativus than on those of L. cicera. When these in vitro-derived plantlets of the two Lathyrus species were planted on half-strength Murashige and Skoog medium (MS) medium with α-naphthalene acetic acid (NAA) supplemented, 60% of them developed several roots. After being transplanted into soil, above 85% of each Lathyrus species grew well. The protocol would be useful for further expanding the propagation and Agrobacterium-mediated genetic transformation to obtain low β-ODAP varieties.
Lathyrus sativus L. y L. cicera L. son las especies de Lathyrus más importantes económicamente y ampliamente cultivadas. Sin embargo, su utilización es limitada debido a la presencia de su toxina endógena β-N-oxalic-L-α, β-ácido diaminopropiónico (β-ODAP). De esta manera, se debería desarrollar una variedad libre de β-ODAP a través de alguna técnica de mejoramiento vegetal ya sea cruzamiento por mutación o manipulación genética. En este caso, la regeneración de las especies de Lathyrus se convierte en un cuello de botella. En este estudio, se desarrolló un sistema eficiente para la regeneración in vitro de L. sativus con altos niveles de β-ODAP y de L. cicera con bajos niveles de β-ODAP a partir de fuentes diferentes (yemas axilares, hojas y tallos). Primero se indujeron los callos nodulares verdes desde plántulas estériles. El pre-cultivo de plántulas estériles con 15 mg/L de 6-benciladenina (BA) fue necesario para L. cicera, pero no para L. sativus. Todos estos callos se diferenciaron en la formación de tallos adventicios cuando se continuó con su cultivo. Entre aquellos explantes, los segmentos foliares fueron óptimos debido a la facilidad de su obtención y alta eficiencia de regeneración (66,48% en L. sativus y 62,13% en L. cicera). Además, el pre-tratamiento mejoró la eficiencia de inducción de callos nodulares en ambas variedades, aunque fue más fácil en explantos de L. sativus que en aquellos de L. cicerea. Cuando estas plántulas de las dos especies de Lathyrus derivadas de cultivo in vitro se plantaron en medio Murashige y Skoog de media fuerza con ácido α-nafitalenacético suplementado, 60% de ellas desarrollaron varias raíces. Después de ser plantadas en suelo, más de 85% de cada especie de Lathyrus creció bien. El protocolo sería útil para seguir expandiendo la propagación y, vía la transformación genética mediada por Agrobacterium, obtener variedades con bajos niveles de β-ODAP.
