Artículo científico: Efecto de la concentración de Manitol en el cultivo in vitro de variedades de Morera (Morus Alba L.)
Publicación Semestral. Vol. 4, No. 2, julio-diciembre 2025, Ecuador (p. 38-47)
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Publicación Semestral. Vol. 4, No. 2, julio-diciembre 2025, Ecuador (p. 38-47). Edición continua
Efecto de la concentración de Manitol en el cultivo in vitro de variedades de Morera (Morus Alba L.)
Natalia Geoconda Zambrano Cuadro1*, Ángel Luis Espinosa Reyes2, Manuel Alejandro González Palma2
1
Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los Ríos, Ecuador.
2Universidad de Granma, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Bayamo, Granma, Cuba.
*Dirección para correspondencia: nzambranoc@uteq.edu.ec
Fecha de Recepción: 11-03-2025 Fecha de Aceptación: 12-05-2025 Fecha de Publicación: 22-07-2025
Resumen
La morera es una planta que contiene muchos compuestos importantes con reconocidas propiedades biológicas,
entre ellas: antioxidantes, antiinflamatorias, anticoagulantes, antibacterianas y anticancerígenas, que permiten
determinar su uso como una alternativa para enriquecer la dieta y mejorar la salud animal y humana. El objetivo
del trabajo fue evaluar el efecto de diferentes concentraciones de manitol en el cultivo in vitro de variedades de
morera. Se utilizaron plantas in vitro en el segundo subcultivo de las variedades Acorazonada, Criolla, Doña Betty
y Yu-12. Segmentos nodales de 1 cm de longitud de las variedades usadas, se plantaron en el medio de cultivo
Murashige y Skoog constituido por sales y vitaminas a razón de: 4.41 g/L, 6-BAP 0.5 mg/L, sacarosa 30 g/L y
agar 6.0 g/L con diferentes concentraciones de manitol (14.86, 29.72, y 44.58 g/L). A los 40 días de cultivo, se
observó la disminución de la supervivencia a medida que se aumentó la concentración de manitol en todas las
variedades, pero con marcadas diferencias entre ellas. La mayor tolerancia a las dosis más elevadas de manitol lo
manifestó la variedad Acorazonada y la mayor sensibilidad la variedad Doña Betty. Los valores de la longitud del
brote, la masa fresca y el contenido de agua de las plantas in vitro disminuyeron en todas las variedades al emplear
concentraciones mayores de manitol, pero con significativas diferencias entre los genotipos evaluados. Los
resultados obtenidos indican que la variedad Acorazonada fue la más tolerante al estrés hídrico provocado por el
manitol.
Palabras claves: Estrés hídrico, micropropagación, reguladores osmóticos, cultivo de tejidos, Morus alba
Effect of Mannitol concentrations on the in vitro culture of Mulberry varieties (Morus Alba L.)
Abstract
Mulberry is a plant that contains many important compounds with recognized biological properties, including
antioxidants, anti-inflammatory, anticoagulant, antibacterial and anticancer properties, which allow determining
its use as an alternative in order to enrich the diet and improve animal and human health. The objective of the
present work was to evaluate the effect of different mannitol concentrations on the in vitro culture of mulberry
varieties. The in vitro plants of the Acorazonada, Criolla, Doña Betty and Yu-12 varieties in the second subculture
were used. Nodal segments of the mulberry varieties of 1cm longitude were planted on the Murashige and Skoog
IDs Orcid:
Natalia Geoconda Zambrano Cuadro: https://orcid.org/0009-0009-1167-8988
Ángel Luis Espinosa Reyes: https://orcid.org/0000-0002-9918-641X
Manuel Alejandro González Palma: https://orcid.org/0009-0001-7716-2302
Zambrano N., Espinosa A., González M
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culture medium, consisting for salts and vitamins (4.41 g/L), 6-BAP (0.5 mg/L), sucrose (30 g/L) and agar (6.0
g/L) with different mannitol concentrations: 14.86, 29.72, and 44.58 g/L. At 40 days after of cultivation, a decrease
in the plants survival in all varieties was observed, as the concentration of mannitol was increased, although with
marked differences among them. The Acorazonada variety showed the greatest tolerance and the Doña Betty
variety exhibited the highest sensitivity to the highest doses of mannitol. The shoot length and fresh mass values
and water content of the in vitro plants decreased in all varieties evaluated, when higher concentrations of mannitol
were used, but with significant differences between the genotypes evaluated. The obtained results indicated that
the Acorazonada variety was the most tolerant to water stress caused by mannitol.
Keywords: water stress, micropropagation, osmotic regulators, tissue culture, Morus alba
1. INTRODUCCIÓN
La morera (Morus alba L.), una planta forrajera
originaria del Himalaya, que demostró excelentes
cualidades para la alimentación de diferentes especies
de animales. Su valor nutricional es uno de los más
altos entre los forrajes tropicales no leguminosos
(Martín et al., 2017).
Las hojas y raíces de la morera contienen metabolitos
secundarios fundamentalmente flavonoides con
actividad antioxidantes, antiinflamatorios y
anticoagulantes con acción protectora del sistema
cardiovascular (Ma et al., 2019; Gil et al, 2023).
Así mismo, estudios realizados por Jan et al. (2022) y
(Salama et al. 2022), indicaron que los flavonoides que
se extraen de Morus alba poseen propiedades
antibacterianas, antivirales, antialérgicas,
anticancerígenas y hepatoprotectoras.
En otro sentido, Özelçi et al., (2022) y Dutta et al.,
(2024), plantearon que la capacidad de la morera de
adaptarse a las diferentes condiciones climáticas y del
suelo, es un cultivo a considerar por su potencial como
planta para la generación de energía a partir de su
biomasa, bajo condiciones sequía prolongadas,
provocadas por el cambio climático.
En relación con esto el empleo de variedades capaces
de tolerar mejor los prolongados periodos de sequías,
(Jathunarachchi et al., 2021; Rebora et al., 2011),
al.manteniendo un rendimiento alto de biomasa
vegetal, posibilita obtener una mayor cantidad de los
productos derivados de este cultivo.
Entre las múltiples aplicaciones y ventajas que ofrece
el cultivo de tejidos vegetales en comparación con los
métodos tradicionales, (Singh & Sharma, 2023;
Custódio et al., 2023), destaca su uso para la selección
in vitro, técnica que permite la selección de plantas
tolerantes a factores bióticos y abióticos entre ellos la
salinidad y la sequía Vuksanović et al., (2023).
Este método se consideró más simple y económico en
comparación con los tradicionales de selección
(Mehmandar et al., 2023). Durante este proceso el
empleo de compuestos que provocan cambios en el
potencial osmótico de las disoluciones o medios de
cultivos en condiciones in vitro se empleó con éxito
(Tran et al., 2020; Tajaragh et al., 2022).
En condiciones in vitro, cuando las plantas crecen en
presencia de un agente osmoestresante, se incorpora al
medio de cultivo, se reduce su potencial osmótico y de
esta manera se dificulta la absorción de agua (Samarina
et al., 2020; Montalvo et al., 2025), en estas
condiciones se producen cambios fisiológicos,
morfológicos y bioquímicos en las plantas como
respuesta a dicho estrés como son: disminución del
crecimiento en las plántulas, incrementos de la
longitud, peso, volumen y densidad de las raíces,
Rangel-Fajardo et al. (2019), este constituye el
principio en que se basa la selección in vitro de plantas
tolerantes al estrés hídrico. (Ayed et al. 2015).
El manitol es un azúcar alcohol, que se utlizó en los
medios de cultivo in vitro como agente osmótico para
la caracterización y selección de somaclones con
resistencia a la sequía, tales son los casos de Cenchrus
ciliare (Carloni et al., 2017), Manihot esculenta
(Jolayemi & Opabode, 2018), Solanum tuberosum
(Sattar et al., 2021).
El efecto de la concentración de manitol en el cultivo
in vitro de morera se evaluó fundamentalmente con
fines de conservación in vitro del germoplasma por la
técnica de crecimiento mínimo (Malus domestica,
Oxalis tuberosa y Catasetum integerrimum (López &
Herrera, 2022). Sin embargo, su uso para la selección
in vitro de cultivares de morera resistentes al estrés
hídrico es poco explorado. En relación con esto, en el
presente trabajo tiene como objetivo evaluar el efecto
in vitro de la concentración de manitol sobre diferentes
variedades de morera.
En esta sección, redactada en presente, el autor expresa
el propósito del artículo, alcances, el contexto del
problema a resolver, para lo cual presenta en forma
breve las más recientes e importantes investigaciones
relacionadas con el tema, que en promedio tengan 5
años de antigüedad, salvo los clásicos de consulta
obligada. Son fundamentales la hipótesis o pregunta de
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la investigación y el problema planteado. Finalice con
el objetivo de la investigación.
2. METODOLOGÍA (Materiales y métodos)
2.1 Lugar de Estudio
La investigación se desarrolló en el Centro de Estudios
de Biotecnología Vegetal perteneciente a la Facultad
de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de
Granma en el período comprendido de abril de 2024 a
octubre 2024.
2.2 Unidades de estudio
Se utilizaron plantas in vitro de morera de las
variedades: Acorazonada, Criolla, Doña Betty y Yu-12
en el segundo subcultivo, las cuales fueron elegidas por
sus características morfológicas para lograr la mayor
homogeneidad posible. Los valores medios se
muestran en la tabla 1.
Tabla 1: Características morfológicas de las plantas utilizadas en el estudio.
Variedad
Longitud brote
(cm)
Número
hojas
Número
raíces
Número de
nudos
Acorazonada
2.30
3.50
3.80
3.10
Criolla
2.25
3.10
2.30
2.90
Doña Betty
2.42
3.10
2.05
3.00
Yu-12
2.40
3.60
2.00
2.30
2.3 Elaboración del medio de cultivo
El medio de cultivo utilizado fue el propuesto Salas et
al. (2005), constituido por las sales completas y
vitaminas MS (Murashige y Skoog, 1962) a razón de
4.41 g/L, 6-BAP 0.5 mg/L, sacarosa 30 g/Ly agar 6.0
g/L.
2.4 Diseño Experimental
Se evaluaron las concentraciones de manitol:
14.86, 29.72 y 44.58 g/L respectivamente, para
simular los potenciales hídricos: -0.2, -0.4, y -0.6
MPa, establecidos mediante la ecuación de Van’t
Hoff. Se utilizó un tratamiento testigo sin manitol.
Se utilizó un diseño completamente al azar en
arreglo factorial (factor A: variedades y factor B:
concentraciones de manitol, que incluyen el testigo
absoluto), para un total de 16 tratamientos (Tabla
2).
Tabla 2: Tratamientos evaluados.
Variedades
Manitol (g/L)
0.00
14.86
29.72
44.58
Acorazonada
T1
T2
T3
T4
Criolla
T5
T6
T7
T8
Doña Betty
T9
T10
T11
T12
Yu-12
T13
T14
T15
T16
2.5 Condiciones de cultivo in vitro
Los medios de cultivo se mantuvieron en reposo en
la oscuridad durante tres días antes de su uso, para
detectar cualquier tipo de contaminación. La
manipulación del material vegetal se realizó en
condiciones asépticas de cabina de flujo laminar
horizontal (FASTER).
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Zambrano N., Espinosa A., González M
2
Las plantas in vitro se cortaron en segmentos nodales
con una yema axilar, a una longitud de 1 a 2 cm, a los
cuales se les eliminaron las hojas y se colocaron en los
frascos con medio de cultivo a razón de una por frasco.
En cada tratamiento se utilizaron 20 explantes, donde
cada tubo de ensayo constituyó una repetición.
La incubación de los cultivos se realizó en cámaras de
crecimiento con luz solar a 25 ± 2.0 °C; humedad
relativa 70 a 80 %, fotoperiodo 11-12 horas luz e
intensidad luminosa 60-70 µmol.m-2s-1.
2.6 Variables evaluadas
A los 40 días se evaluaron las variables:
Supervivencia (%). Determinada por la fórmula.
Superviencia
= Número de explantes vivos X 100
Número de explantes sembrados
Longitud de los brotes (cm): Se determinó
midiendo con una regla graduada.
Masa fresca de la planta in vitro completa (g). Se
determinó con una balanza analítica.
Contenido de agua (CA) (%). Determinado
mediante la fórmula
CA
= masa fresca de la planta − masa seca de la planta X 100
masa fresca de la planta
2.7 Análisis Estadísticos
La normalidad de los datos se comprobó por la prueba
de Kolmogorov-Smirnov, y la homogeneidad de las
varianzas, por el test de Levene. Como se encontró
normalidad y homogeneidad de varianza, se realizó un
análisis de varianza bifactorial.
En los casos donde hubo diferencias significativas
entre las medias, se aplicó la prueba de comparación
múltiple de rango de Tukey para p = 0.05. Las variables
expresadas en porcentaje se procesaron mediante un
análisis de diferencias de proporciones. Se utilizó el
programa estadístico Infostat 2020 (Di Rienzo et al.,
2020).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El análisis de varianza mostró que la supervivencia de
los explantes, estuvo significativamente afectada de
forma independiente por los factores concentración de
manitol y variedad y por la interacción entre ellos
(Tabla 3).
De forma general se observó la tendencia a disminuir
la supervivencia a medida que aumentó la dosis de
manitol en todas las variedades, aunque la influencia
del genotipo también se manifestó en las respuestas
diferenciadas de las variedades a las condiciones de
cultivo.
Tabla 3: Efecto de la concentración de manitol en la supervivencia de plantas in vitro de morera a los 40 días
de cultivo.
Variedades
Concentración de manitol (g/L)
0.0
14.86
29.72
44.58
Acorazonada
90.10 a
66.67 bcd
65.43 bdde
55.51 defg
Criolla
60.33 cde
59. 00 def
55.56 defg
47.30 fg
Doña Betty
72.67 b
62.33 bcde
53.67 defg
35 h
Yu-12
71.33 bc
64.67 bcde
56.30defg
46 gh
Letras diferentes para una misma columna indican diferencias significativas según prueba de comparación de
medias de Tukey p≤ 0.05.EE(X) = 0.82. EE(X): Error estándar de la media.
La mayor cantidad de explantes vivos se obtuvieron
en la variedad acorazonada, cuando no se empleó
manitol (90.10%) y los más bajos (35%), en la
variedad Doña Betty al emplear la dosis de 44.58
g/L. Estos resultados evidencian que el empleo de
manitol en el medio de cultivo, afecta la
supervivencia in vitro de Morus alba L.
Este efecto se hace más acentuado a medida que
aumenta su concentración, lo se atribuye a su capacidad
de alterar el potencial osmótico de las células en
cultivo, el cual, al hacerse más negativo, reduce la
absorción de agua y en consecuencia provoca una baja
disponibilidad de nutrientes, siendo precisamente la
falta de estos, lo que ocasiona la muerte de los
explantes.
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Al respecto, trabajos publicados por Carmona et al.
(2013), en investigaciones relacionadas con la
conservación in vitro de Dioscorea alata, D. bulbifera,
D. rotundata y D. trífida, observaron una disminución
de la supervivencia de los explantes durante su
conservación, a medida que se aumentó la
concentración del manitol, resultados atribuidos al
efecto osmótico del manitol.
Trabajos desarrollados por Tran et al. (2020), para
simular estrés de sequía in vitro en el cultivo de
Solanum lycopersicum L, observaron unas
disminuciones altamente significativas en la
supervivencia de los explantes al emplear
concentraciones elevadas de manitol (35 g/L) con
respecto a los tratamientos donde se emplearon dosis
menores de este azúcar alcohol.
El efecto de las altas concentraciones de manitol en la
supervivencia de los cultivos in vitro, también quedó
corroborada en investigaciones realizadas por Bello et
al. (2014), quienes encontraron que el uso de
osmoreguladores (manitol y sorbitol) afectó
negativamente la supervivencia y crecimiento de
plántulas de caña de azúcar, lo cual se acentuó al
aumentar las concentraciones de estos compuestos.
La longitud de los brotes estuvo significativamente
influenciada por la interacción entre los factores
concentración de manitol y el genotipo.
Se observó la tendencia general a disminuir la longitud
de los brotes a medida que la dosis de manitol fue
mayor, lo que fue observado en todas las variedades
estudiadas (Figura 1).
Este resultado puede estar asociado al efecto que
provoca el manitol en la disminución del potencial
osmótico e hídrico del medio de cultivo, lo cual
dificulta la absorción de agua y nutrientes y ocasiona
una reducción en el crecimiento de la planta.
En relación con lo anterior, Espinosa et al. (2021), en
trabajos para la conservación in vitro de Morus alba L.
encontraron que la inclusión de manitol en el medio de
cultivo provocó una disminución significativa de la
longitud de los brotes, efecto limitante del desarrollo
de los explantes que ejerce el manitol, al reducir la
absorción de agua y nutrientes del medio de
cultivo.
Resultados similares a los obtenidos en el presente
trabajo, notificaron Tran et al. (2020), quienes a las 4
semanas del cultivo in vitro observaron que las
vitroplantas de tomate, cultivadas en medios de cultivo
con 25 y 35 g/L de manitol mostraban una disminución
significativa en la altura de los brotes, la cual
disminuyó en aproximadamente el 50 % en
comparación con el tratamiento que no utilizó manitol.
Figura 1. Brotes de morera, variedad acorazonada
(A) en medios de cultivo con diferentes
concentraciones de manitol.
Resultados obtenidos por Tican et al. (2021), al evaluar
la influencia del manitol para simular estrés hídrico in
vitro en el crecimiento y desarrollo del cultivo de la
papa (Solanum tuberosum) muestran que los medios de
cultivo con manitol provocaron la reducción de la
altura, el número de raíces y peso fresco de las plantas,
resultados que coinciden con los obtenidos en la
presente investigación.
El análisis de varianza mostró diferencias significativas
en la masa fresca de las plantas in vitro en las diferentes
concentraciones y variedades evaluadas de forma
independiente, pero no en la interacción entre estos
factores.
El incremento de las concentraciones de manitol
provocó la disminución de la masa fresca de las
plantas in vitro de morera (Figura 2A),
obteniéndose valores significativamente menores a
medida que aumentó la concentración de manitol,
para la mayor dosis de manitol, la masa fresca se
redujo en más del 70 % en comparación al
tratamiento sin manitol.
La masa fresca estuvo también significativamente
afectada por la variedad evaluada. Los mayores valores
correspondieron a la variedad acorazonada, con
diferencias significativas del resto de las variedades,
seguida por la variedad criolla la que supera a las
variedades Doña Betty y Yu-12, las cuales no difieren
entre ellas (Figura 2B).
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Zambrano N., Espinosa A., González M
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Figura 2. Efecto de la concentración de manitol (A) y
la variedad (B) en la masa fresca de plantas in vitro
de morera a los 40 días de cultivo.
Letras diferentes indican diferencias significativas
según prueba de comparación de medias de Tukey p≤
0.05.
Estos resultados pudieran atribuirse a una disminución
de la tasa fotosintética bajo las condiciones de estrés
hídrico provocado por el manitol, lo cual suele ocurrir
en condiciones de estrés hídrico.
Al respecto Berger et al. (2016), plantean que bajo
condiciones de estrés hídrico ocurre el cierre de los
estomas para mantener el contenido agua en las células,
afecta la tasa de crecimiento de los brotes y el área
foliar, lo cual repercute en la disminución de las tasa
fotosintética de las plantas.
Resultados similares reportaron Millones & Vázquez
(2022), al evaluar la tolerancia a la sequía simulada in
vitro con el uso de manitol en genotipos de Rubus spp,
quienes observaron una disminución en el contenido de
materia fresca y materia seca a medida que aumentó la
concentración de manitol, valores que su vez
estuvieron afectado por la variedad evaluada.
En relación con esto, Sajid & Faheem (2022), sugieren
que el estrés hídrico provocado por la inclusión de
manitol en los medios de cultivo, crea un desbalance
osmótico que induce la pérdida de tugor de las células,
todo esto trae como consecuencias, en la reducción del
crecimiento de los cultivos y la disminución de la
actividad de los procesos metabólicos de la planta.
El contenido de agua mostró diferencias significativas
para los factores concentración de manitol y variedades
de forma independiente y para la interacción entre los
factores.
De forma general el contenido de agua fue alto con
valores superiores al 64 % en todos los tratamientos
(Tabla 4), lo cual podría estar relacionado con el alto
contenido de humedad que presentan los cultivos
mantenidos en condiciones in vitro.
El contenido de humedad de manera general disminuyó
con la inclusión en el medio de cultivo del manitol, sin
diferencias significativas entre las dosis empleadas
para las variedades Acorazonada, Criolla y Yu-12, sin
embargo, para la variedad Doña Betty se observaron
diferencias significativas de los tratamientos con
mayores dosis de manitol (29.72 y 44.58 g/L) con
respecto al tratamiento control y el tratamiento con
menor concentración de manitol empleada.
Resultados obtenidos por Montiel & Belem (2016),
relacionados con la conservación in vitro por mínimo
crecimiento en genotipos de pitahaya (Hylocereus
spp.) muestran la disminución del contenido de agua a
medida que se aumentó la concentración de manitol en
el medio de cultivo, lo que atribuyeron al efecto del
agente osmótico que ejerce este compuesto químico en
el medio de cultivo, impidiendo la entrada el agua al
interior de la célula, resultados que coinciden con los
obtenidos en la presente investigación.
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Tabla 4. Efecto de la concentración de manitol en el contenido de agua (%) de plantas in vitro de morera a los
40 días de cultivo.
Variedades
Concentración de manitol (g/L)
0.0
14.86
29.72
44.58
Acorazonada
92.89 a
90.28 a
88.16 ab
88.27 ab
Criolla
88.00 ab
83.48 bcd
83.61 bc
83.34 bcd
Doña Betty
90.41 a
79.28 cde
75.93 f
74.32 f
Yu-12
81.77 def
77.75 ef
74.41 f
64.07 g
Letras diferentes para una misma columna indican diferencias significativas según prueba de comparación de
medias de Tukey p≤ 0.05.EE(X) = 0.82. EE(X): Error estándar de la media.
Carlioni et al. (2017), en investigaciones relacionadas
con la selección in vitro de somaclones de pastos en
condiciones de estrés hídrico, observaron que el
contenido de agua en las plantas in vitro, disminuyó
significativamente cuando se utilizaron
concentraciones de manitol iguales o superiores a 50
µM, resultados que también coinciden con la presente
investigación.
4. CONCLUSIÓN
El aumento de la concentración de manitol en los
medios de cultivo in vitro, provocó la disminución de
la supervivencia de los explantes, así como la
reducción de la longitud, la masa fresca y el contenido
de agua de las plantas in vitro en las variedades de
morera estudiadas.
En correspondencia con los resultados, la variedad
Acorazonada es la más tolerante al estrés hídrico
provocado por el manitol.
Contribución de los autores.- Todos los autores
contribuyeron a la concepción y diseño del estudio.
La preparación del material, la recopilación de datos y
el análisis fueron realizados por Ángel Luis Espinosa
Reyes, Natalia Geoconda Zambrano Cuadro y Manuel
Alejandro González Palma.
El primer borrador del manuscrito fue escrito por
Natalia Geoconda Zambrano Cuadro y Ángel Luis
Espinosa Reyes y todos los autores comentaron las
versiones anteriores del manuscrito. Todos los autores
leyeron y aprobaron el manuscrito final.
Financiación.- No se recibieron fondos, subvenciones
u otro tipo de apoyo.
Conflicto de intereses.- Los autores declaran no tener
ningún conflicto de intereses.
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