In vitro callus induction and identification of DNA variation in Etlingera elatior using Inter-simple sequence repeat (ISSR) markers | Indução in vitro de calos e identificação de variação de DNA em Etlingera elatior usando marcadores de sequências simples repetidas (ISSR)

English. Etlingera elatior is a promising ornamental horticultural species with various purposes such as medicinal, antibacterial agent, culinary, ornamental, and floral arrangement. The increasing demand for more variation has led to the improvements of E. elatior via tissue culture technology. Somaclonal variation helps to overcome the lack of variation of this species due to asexual propagation. The aims of this study are to induce callus and shoot and to detect genetic variations using ISSR markers. The results showed that the Murashige & Skoog (MS) basal medium supplemented with glucose and 1.5 mg L-1 6-benzylaminopurine (BAP) and 3 mg L-1 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) produced significantly higher callus percentage, 50% after 20 weeks of culture. The friable calluses were then transferred to shoot induction media containing different concentrations of different BAP, 1-naphthaleneacetic acid (NAA) and thidiazuron (TDZ). After 12 weeks in shoot induction media, a root-like structure was observed in calluses masses T11 (0.1 mg L-1 NAA and 0.3 mg L-1 TDZ). Seven ISSR primers were used to evaluate the genetic variation of calluses. Seventy-two bands were generated, of which 51 bands were polymorphic with an average percentage of polymorphic bands of 72%. Jaccard’s coefficient of similarity values recorded between 0.3529 and 0.4762 exhibited the level of genetic variation among calluses. In short, the explants were affected by different concentrations of auxin and cytokinin for callus induction. ISSR markers revealed the occurrence of genetic variation during callus and shoot induction processes, suggesting a potential to generate new variants using tissue culture.

Portuguese. Etlingera elatior é uma espécie ornamental promissora para a horticultura, com vários propósitos, tais como medicamentos, agentes antibacterianos, culinários e ornamentais. O aumento da demanda por mais variedades levou a melhorias da E. elatior por meio da tecnologia de cultura de tecidos. A variação somaclonal ajuda a superar a falta de variedades desta espécie, devido à propagação assexual. Os objetivos deste estudo foram induzir calos e brotos e detectar variações genéticas usando marcadores ISSR. Os resultados mostraram que o meio basal Murashige & Skoog (MS) suplementado com glicose e 1,5 mg L-1 de 6-benzilaminopurina (BAP) e 3 mg L-1 de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) produziu uma percentagem de calos significativamente maior, 50% após 20 semanas de cultura. Em seguida, os calos friáveis foram transferidos para meios de indução de brotos com diferentes concentrações de BAP,  ácido 1-naphthaleneáctico (NAA) e thidiazuron (TDZ). Após 12 semanas em meios de indução de brotos,  uma estrutura semelhante a raiz foi observada em massas de calos T11 (0,1 mg L-1 NAA e 0,3 mg L-1 TDZ). As variações genéticas dos calos foram avaliadas com base em sete primers ISSR. Setenta e duas bandas foram geradas, das quais 51 foram polimórficas, com a percentagem média de bandas polimórficas de 72%. O coeficiente de Jaccard de valores de semelhança registrados entre 0,3529 e 0,4762 mostrou o nível de variação genética entre os calos. Em resumo, os explantes foram afetados por várias concentrações de auxina e citocinina para indução de calos. Os marcadors ISSR revelaram a ocorrência de variações genéticas durante os processos de indução de calos e brotos, sugerindo um potencial para gerar novas variantes utilizando cultura de tecidos.