In Vitro Culture of the Anxiolytic Plant, Souroubea Sympetala

Abstract

A protocol for the in vitro culture of the anxiolytic medicinal plant Souroubea sympetala (Marcgraviaceae) was developed, representing one of the first in vitro cultures for the family. This species was previously very difficult to cultivate from seed or cuttings. Methods included (1) the improvement of seed germination by axenic culture (2) development of regenerative cultures in vitro, then cultivation under greenhouse and finally field conditions and (3) creation of cell suspensions. Phytochemical analysis was undertaken by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (HPLC-MS). The percentage of seed germination was improved from 2% to 59% in axenic culture and the full development of the seedling with its apical shoot and root took twenty-four days. The best seedling development was obtained in Gamborg B5 culture medium. Most friable callus formation, (66.7%) was obtained in the Murashige and Skoog medium supplemented with naphthalene acetic acid (1 mg · L–1) and kinetin (0.5 mg · L–1) from which viable cell cultures were developed. Analysis identified 4 main triterpenes with both in vitro plants and greenhouse grown plants derived from them. The triterpenes were betulinic acid, ursolic acid, alpha-amyrin and beta-amyrin. The betulinic acid found in greenhouse plants was comparable to wild plants. The cell suspension cultures had much lower levels of betulinic acid than plants and are not at present a viable source of this anxiolytic triterpene. In conclusion the method provides healthy plants for cultivation of this new medicinal plant and consequently harvesting of wild plants is not required.

Se ha desarrollado un protocolo para el cultivo in vitro de la planta medicinal ansiolítica Souroubea sympetala (Marcgraviaceae), que representa uno de los primeros cultivos in vitro de la familia. Anteriormente, esta especie era muy difícil de cultivar a partir de semillas o esquejes. Los métodos aplicados incluyeron (1) la mejora de la germinación de semillas mediante cultivo axénico (2) el desarrollo de cultivos regenerativos in vitro, luego el cultivo en condiciones de invernadero y finalmente de campo y (3) la creación de suspensiones celulares. El análisis fitoquímico se llevó a cabo mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (HPLC-MS). El porcentaje de germinación de las semillas mejoró del 2% al 59% en cultivo axénico y el desarrollo completo de la plántula con su brote apical y su raíz tardó veinticuatro días. El mejor desarrollo de plántulas se obtuvo en el medio de cultivo Gamborg B5. La mayor formación de callo friable, (66,7%) se obtuvo en el medio Murashige y Skoog suplementado con ácido naftaleno acético (1 mg - L-1) y kinetina (0,5 mg - L-1) a partir de los cuales se desarrollaron cultivos celulares viables. Los análisis identificaron 4 triterpenos principales tanto en las plantas in vitro como en las cultivadas en invernadero. Los triterpenos eran ácido betulínico, ácido ursólico, alfa-amirina y beta-amirina. El ácido betulínico encontrado en las plantas de invernadero era comparable al de las plantas silvestres. Los cultivos de suspensión celular tenían niveles de ácido betulínico muy inferiores a los de las plantas y no constituyen en la actualidad una fuente viable de este triterpeno ansiolítico. En conclusión, el método proporciona plantas sanas para el cultivo de esta nueva planta medicinal y Por consiguiente, no es necesario recolectar plantas silvestres.