In vitro propagation of Salvia Pamplonitana: a critically endangered and endemic species of Colombia

Propagación in vitro de Salvia Pamplonitana: una especie endémica y en peligro crítico de Colombia Titulo corto: Micropropagación de Salvia Pamplonitana

This study aimed to develop an in vitro regeneration protocol for the propagation and conservation of critically endangered species such as Salvia pamplonitana, an endemic plant of Colombia exclusive to the Pamplona Community. Despite its ornamental potential, S. pamplonitana faces critical endangerment due to habitat destruction caused by human activities such as deforestation, urbanization, and agricultural expansion in densely populated regions. This research addressed the absence of biotechnological studies on S. pamplonitana by developing a methodology to promote in vitro germination and micropropagation, alongside contamination control measures for seed capsules and nodal explants. Successful regeneration of S. pamplonitana was achieved in in vitro from adult plants using nodal segments and seeds collected from a single individual in the University of Pamplona's greenhouse. Surface disinfection treatments for seed capsules demonstrated the significant impact of both NaOCl concentration and exposure duration on seed contamination and germination rates. Furthermore, the evaluation of surface disinfection treatments on nodal segments effectively managed contamination and oxidation levels, highlighting the influence of exposure duration to fungicide, isodine®, and alcohol, with higher concentrations and longer exposure times resulting in increased oxidation and reduced contamination, while emphasizing the widespread use of sodium hypochlorite for surface sterilization. Optimal shoot proliferation was observed with nodal explants on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 2.0 mg/l^-1 (8.8 µM) 6-Benzylaminopurine and 0.05 mg/l^-1 (0.14 µM) gibberellic acid (GA₃), while rooting was successful on MS medium supplemented with 3.0 mg/l^-1 (14.7 µM) indole butyric acid. The rooted plantlets were acclimatized to ex vitro conditions. Additionally, the study demonstrated enhanced germination through scarification treatment and absence of light, offering potential benefits for ex situ preservation, restoration, and reestablishment of S. pamplonitana populations in their natural habitat.

Este estudio tuvo como objetivo desarrollar un protocolo de regeneración in vitro para la propagación y conservación de especies en peligro crítico como Salvia pamplonitana, una planta endémica de Colombia exclusiva de la Comunidad de Pamplona. A pesar de su potencial ornamental, S. pamplonitana enfrenta un peligro crítico debido a la destrucción del hábitat causada por actividades humanas como la deforestación, urbanización y expansión agrícola en regiones densamente pobladas. Esta investigación abordó la falta de estudios biotecnológicos sobre S. pamplonitana al desarrollar una metodología para promover la germinación y micropropagación in vitro, junto con medidas de control de contaminación para cápsulas de semillas y explantes nodales. Se logró una regeneración exitosa de S. pamplonitana in vitro a partir de plantas adultas utilizando segmentos nodales y semillas recolectadas de un único individuo en el invernadero de la Universidad de Pamplona. Los tratamientos de desinfección de la superficie para cápsulas de semillas demostraron el impacto significativo tanto de la concentración de NaOCl como de la duración de la exposición en la contaminación de las semillas y las tasas de germinación. Además, la evaluación de los tratamientos de desinfección de la superficie en segmentos nodales manejó eficazmente los niveles de contaminación y oxidación, resaltando la influencia de la duración de la exposición al fungicida, isodine® y alcohol, con concentraciones más altas y tiempos de exposición más largos que resultaron en una mayor oxidación y una menor contaminación, enfatizando el uso generalizado de hipoclorito de sodio para la esterilización de superficies. La proliferación óptima de brotes se observó con explantes nodales en medio de Murashige y Skoog (MS) suplementado con 2.0 mg/l^-1 (8.8 µM) de 6-bencilaminopurina y 0.05 mg/l^-1 (0.14 µM) de ácido giberélico (GA₃), mientras que el enraizamiento fue exitoso en medio MS suplementado con 3.0 mg/l^-1 (14.7 µM) de ácido indol butírico. Los explantes enraizados se aclimataron a condiciones ex vitro. Además, el estudio demostró una germinación mejorada mediante el tratamiento de escarificación y ausencia de luz, ofreciendo beneficios potenciales para la preservación, restauración y reestablecimiento de las poblaciones de S. pamplonitana en su hábitat natural.