AbstractLupinus synthesizes quinolizidine alkaloids (AQ) as a defense strategy against herbivores. These compounds have a wide variety of applications; however, it is necessary to have a sufficient amount of raw material to satisfy market needs. The species rich in these compounds are wild species, which limits the obtaining of the raw material. One of the strategies for obtaining raw material and producing secondary metabolites is the use of biotechnological tools such as plant tissue culture. In this work we report the characterization of germination, callus induction of Lupinus bilineatus and L. montanus and the characterization of in vitro growth and AQ production. The culture medium and seed scarification protocol allowed the germination of seeds of both species with percentages at 12 days of 100% for L. bilineatus and 74% for L. montanus. With respect to callus induction, a sweep of indolbutyric acid (2,4-D) and cinetin (CIN) concentrations was employed using leaf, stem and root as explants. The best response for callus induction for both species was presented using root with a combination of 2 mg L-1 of 2,4-D and 1 mg L-1 of CIN for L. bilineatus and 1 mg L-1 of 2,4-D and 0.5 mg L-1 of CIN for L. montanus, in both cases friable callus was obtained with two colorations: green and beige. Growth and AQ production were characterized for green callus, since AQ are synthesized in photosynthetic tissues. The growth kinetics shows a characteristic three-phase curve, an adaptation phase extending to day seven, the fastest growth phase and finally a senescence phase starting on day 18. AQ production was observed on day 21. This work contributes to the knowledge of germination behavior, the induction of dedifferentiated tissue and the growth and production of alkaloids in a callus culture in two species of Lupinus, L. montanus and L. bilineatus, both with potential in the chemical and agrochemical industry.

Resumen Lupinus sintetiza alcaloides quinolizidínicos (AQ) como estrategia de defensa en contra de herbívoros. Estos compuestos tienen una amplia variedad de aplicaciones; sin embargo, es necesario contar con la suficiente cantidad de materia prima para satisfacer las necesidades del mercado. Las especies ricas en estos compuestos son especies silvestres, lo que limita la obtención de la materia prima. Una de las estrategias para la obtención de materia prima y la producción de metabolitos secundarios es el uso de herramientas biotecnológicas como el cultivo de tejidos vegetales. En este trabajo se reporta la caracterización de la germinación, la inducción de callo de Lupinus bilineatus y L. montanus y la caracterización del crecimiento in vitro y producción de AQ. El medio de cultivo y el protocolo de escarificación permitieron la germinación de las semillas de ambas especies a los 12 días con porcentajes de 100% para L. bilineatus y de 74% para L. montanus. Con respecto a la inducción de callo, se empleó un barrido de concentraciones de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y cinetina (CIN) utilizando como explante cotiledón, hipocótilo y raíz. La mejor respuesta para la inducción de callo para ambas especies se presentó usando raíz con una combinación de 2 mg L-1 de 2,4-D y 1 mg L-1 de CIN para L. bilineatus y 1 mg L-1 de 2,4-D y 0.5 mg L-1 de CIN para L. montanus, en ambos casos se obtuvo callo friable con dos coloraciones: verde y beige. El crecimiento y la producción de AQ se caracterizaron para el callo verde, pues los AQ se sintetizan en tejidos fotosintéticos. La cinética de crecimiento muestra una característica curva de tres fases, una fase de adaptación que se alarga hasta el día siete, la fase de crecimiento más rápido y finalmente una fase de senescencia que inicia el día 18. La producción de AQ se observó el día 21. Este trabajo contribuye al conocimiento del comportamiento de la germinación, la inducción de tejido desdiferenciado y el crecimiento y producción de alcaloides en un cultivo de callo de dos especies de Lupinus, L. montanus y L. bilineatus, ambas con potencial en la industria química y de agroquímicos.

Abstract Background and Aims: Castilleja tenuiflora is one of the Mexican, wild and medicinal plants cultivated in vitro which have anti-inflammatory and antiulcerogenic biological activity. The encapsulation of microstakes is an option to propagate and prolong the storage of this plant. Therefore, the objective of this study was to establish a method for the encapsulation and conservation of C. tenuiflora microstakes that does not affect the content of the compounds of interest of this plant. Methods: Capsules were elaborated with sodium alginate in complex with calcium chloride dihydrate as matrix and tissue microstakes from seedlings grown in vitro. Different concentrations and polymerization times were tested, as well as different storage times and temperature, for later analysis of the major metabolites of the methanolic extracts by chromatography (HPLC) of the resulting plants. Key results: The combination for the production of capsules with microstakes is 3% sodium alginate and calcium chloride dihydrate at 50 mM, with 25 minutes of polymerization. The seedlings derived from synthetic seeds and stored for 100 days presented the same compounds as the donor plants. Conclusions: The encapsulation of C. tenuiflora microstakes with sodium alginate and calcium chloride dihydrate allows the storage of plant material and the main compounds are maintained. Hence, this method for the encapsulation and conservation of microstakes is an alternative to maintain the genotype of elite plants and counteract the illegal collection of wild plants.

Resumen: Antecedentes y Objetivos: Castilleja tenuiflora es una de las plantas mexicanas, silvestres y medicinales cultivadas in vitro que presentan actividad biológica antiinflamatoria y antiulcerogénica. La encapsulación de microestacas es una opción para propagar y prolongar el almacenamiento de esta planta. El objetivo de este estudio fue establecer un método para la encapsulación y conservación de microestacas de C. tenuiflora sin afectar el contenido de sus compuestos. Métodos: Las cápsulas fueron elaboradas con alginato de sodio en complejo con cloruro de calcio dihidratado como matriz y microestacas de tejido proveniente de plántulas cultivadas in vitro. Se probaron diferentes concentraciones y tiempos de polimerización, así como diferentes tiempos de almacenamiento y temperatura, para posteriormente analizar los metabolitos mayoritarios de los extractos metanólicos mediante cromatografía (HPLC) de las plantas resultantes. Resultados clave: La combinación para la producción de cápsulas con microestacas es alginato de sodio al 3% y cloruro de calcio dihidratado al 50 mM, con 25 minutos de polimerización. Las plántulas derivadas de semillas sintéticas, almacenadas por 100 días presentaron los mismos compuestos que las plantas donantes. Conclusiones: La encapsulación de microestacas de C. tenuiflora con alginato de sodio y cloruro de calcio dihidratado permite el almacenamiento del material vegetal y se mantienen sus compuestos principales, por lo que es una alternativa para mantener el genotipo de plantas elite y contrarrestar el saqueo de plantas silvestres.

Cichlids of the tribe Heroini have long been a source of taxonomical conflict. In particular, the species included in the Herichthys bartoni group have failed to be recovered as monophyletic in different molecular studies. In this paper we use traditional and geometric morphometrics to evaluate morphological variation in the species included in the H. bartoni complex in order to evaluate the number of species it contains. An update of a previously published DNA barcoding study suggests the existence of three genetic clusters that included the six recognized species analyzed in this study, none of them recovered as monophyletic. On the other hand, geometric morphometrics arise as a useful tool to discriminate species due that traditional morphometrics showed a high overlap in the characters analyzed that prevents the proposal of diagnostic characters.

Los cíclidos de la tribu Heroini han experimentado un largo conflicto taxonómico. En particular, las especies incluidas en el grupo Herichthys bartoni no han sido recuperadas como monofiléticas en diversos estudios moleculares. En este artículo nosotros usamos morfometría tradicional y geométrica para evaluar la variación morfológica de las especies incluidas en el complejo H. bartoni para evaluar el numero de especies que contiene. Una actualización de un estudio previo de código de barras de ADN sugiere la existencia de tres grupos genéticos que incluyen las seis especies reconocidas analizadas en este estudio, ninguna de las cuales fue recuperada como monofilética. Por otro lado, la morfometría geométrica surge como una herramienta de utilidad para discriminar especies debido a que la variación en caracteres morfométricos tradicionales muestra altos niveles de solapamiento que previene la propuesta de caracteres diagnósticos.