Artículo Científico                                                                  Biotecnología Vegetal Vol. 11, No. 3: 155 - 161, julio - septiembre, 2011
ISSN 1609-1841 (Versión impresa) 
ISSN 2074-8647 (Versión electrónica)

 

Influencia de las características de las plantas cultivadas in vitro de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrad. ex Wendl. en su aclimatización

Ortelio Hurtado*, Marisol Freire-Seijo, Michel Leiva-Mora, Yudith García-Ramírez. *Autor para correspondencia.

Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central ‘Marta Abreu’ de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830. e-mail: ortelio@ibp.co.cu

RESUMEN

La aclimatización es una de las fases de la propagación in vitro que influye en la eficiencia de los protocolos de regeneración de plantas. Para mejorar la aclimatización de plantas cultivadas in vitro de Bambusa vulgaris var. vulgaris, es preciso definir las características de un material vegetal de calidad. El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de las características de las plantas cultivadas in vitro de B. vulgaris var. vulgaris en su aclimatización. Para ello, se consideró la influencia del estado de desarrollo de las plantas cultivadas in vitro en su supervivencia durante la aclimatización. A los 30 días de plantadas se midió la altura, el número de brotes y raíces por planta. Se pudo constatar, que la altura de las plantas influyó en la aclimatización de estas en la casa de cultivo. Se observaron diferencias significativas respecto al porcentaje de supervivencia entre los tratamientos con altura de menos de 3.0 cm y con altura superior a 3.0 cm con las que se obtuvieron resultados significativamente superiores. Resultados similares se obtuvieron para el número de raíces emitidas por planta y el número de brotes por planta, independientemente de la presencia de raíces en el momento de la siembra. De los resultados se puede concluir que la altura de la plantas de B. vulgaris cultivadas in vitro fue la característica morfológica que más influyó en su supervivencia y desarrollo, durante la fase de aclimatización.

Palabras clave: altura, casa de cultivo, características, sustrato

ABSTRACT

Acclimatization is a phase of in vitro plants propagation which influences the efficiency of plant regeneration protocols. It is necessary to define the characteristics of a quality plant material to improve acclimatization of Bambusa vulgaris var. vulgaris plants cultured in vitro. The aim of this study was to determine the effect of the characteristics of B. vulgaris var. vulgaris in vitro plants in the acclimatization phase. Then, the influence of the growth development of in vitro plants was considered for their survival during acclimatization. Height and the number of buds and roots per plant were measured after 30 days of planting. Among all the variables, plants height influenced their acclimatization in the greenhouse. Survival rate was significantly different between treatments with plants smaller than 3.0 cm and treatments with plants higher than 3.0 cm. Similar response was obtained after 30 days in the quantification of the number of roots and buds emitted per plant, regardless the presence of roots when planting. Taking into account the results we conclude that the height of the B. vulgaris in vitro plants was the morphological characteristic with major influenced in the survival and development of plants during the acclimatization phase.

Keywords: height, greenhouse, characteristics, substrate

INTRODUCCIÓN

Los bambúes, son plantas de rápido crecimiento, extremadamente diversas e importantes desde el punto de vista económico y ambiental. Crecen en regiones tropicales y templadas de Asia y América (Londoño y Zurita, 2008).

Los bambúes son especies protectoras del ambiente y juegan un papel determinante por

la cobertura que brindan al medio donde crecen. La sujeción al sustrato, mediante sus raíces y rizomas, evita la erosión y elimina las cárcavas. Además, contribuyen a embellecer el paisaje y a descontaminar la atmósfera. Es un procesador del dióxido de carbono (CO2), mucho más eficiente que los árboles del bosque tropical, poseen gran importancia en la conservación de los recursos hídricos, en países de América Latina, especialmente en

México, Costa Rica, Panamá, Colombia, Ecuador y Brasil. Las cualidades físicas, su bajo costo y disponibilidad; hacen de estos, el material ideal para la construcción de viviendas, muebles, artículos decorativos utilitarios y artesanía. Es un recurso natural renovable de rápido crecimiento y fácil manejo (Mejía et al., 2009). Sin embargo, su propagación vegetativa para obtener grandes cantidades de plantas es insuficiente debido a que su propagación convencional es muy trabajosa y presenta bajos porcentajes de enraizamiento.

Las técnicas biotecnológicas son una alternativa para la propagación acelerada del cultivo del bambú en condiciones in vitro, ya que las vías tradicionales de propagación son limitadas. Además, la reproducción sexual ocurre estacionalmente por medio de semillas. De manera asexual, puede propagarse por la activación de las yemas del rizoma o mediante tallos jóvenes. Esta última vía de propagación es muy empleada pero afecta sensiblemente el número de tallos disponibles para la cosecha y es trabajosa. Por estas razones, se hace necesaria la regeneración y multiplicación de plantas in vitro, como una alternativa a la propagación vegetativa (Daquinta et al., 2003).

Para la multiplicación in vitro en bambú, se han empleado principalmente dos métodos: organogénesis (Ramanayake et al., 2006) y embriogénesis somática (Gillis et al., 2007).

Especialmente, para especies de Bambusas se han desarrollado protocolos de regeneración de plantas vía organogénesis (Sheeba et al., 2005; Ramanayake et al., 2006; Yasodha et al., 2008; Dutta y Borthakur, 2009) en Bambusa wanim, Bambusa vulgaris var. striata, Bambusa nutans y Bambusa balcooa Roxb, respectivamente.

Uno de los problemas identificados en la propagación in vitro de los bam búes, se encuentra en la fase de aclimatización dada la baja supervivencia de las plantas en condiciones ex vitro. Esto se relaciona con factores como la calidad de las plantas, la temperatura, calidad de los sustratos, así como la humedad relativa y del sustrato Lavanya et al. (2009).

El conocimiento existente acerca de la aclimatización de las plantas cultivadas in vitro de los bambúes es limitado, ya que esta etapa del proceso de propagación ha sido poco estudiada. Específicamente sobre aclimatización

de Bambusa vulgaris no se encontraron referencias en la literatura científica. Por ello, resultados científicos sobre el tema garantizarían obtener plantas mejor preparadas para su siembra en campo. El objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de las características de las plantas cultivadas in vitro de B. vulgaris var. vulgaris Schrad. ex Wendl. en su aclimatización.

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal

Se emplearon plantas de Bambusa vulgaris var. vulgaris propagadas in vitro vía organogénesis (García-Ramírez et al., 2009). Las plantas fueron llevadas a la casa de cultivo entre los meses de enero a abril del año 2009. Luego de concluir la fase de enraizamiento in vitro fueron clasificadas en:

>     plantas de 1.0 - 3.0 cm de altura, con raíces,

>     plantas de 1.0 - 3.0 cm de altura, sin raíces,

>     plantas mayores de 3.0 cm de altura, con raíces

>   plantas mayores de 3.0 cm de altura, sin raíces,

de esta forma fueron conformaron cuatro tratamientos (Figura 1a-d). Las plantas se mantuvieron en grupos compuestos por dos o tres plantas y cada tratamiento contó con 19 plantas repeticiones (126 plantas en total).

Aclimatización

Para la aclimatización de las plantas se empleó un sustrato que contenía 80% de humus de lombriz y 20% de zeolita, se llenaron bolsas de polietileno con una capacidad de 572 cm3 de volumen de sustrato.

A partir de los 30 días de plantadas se cuantificó el número de plantas vivas y se calculó el porcentaje de supervivencia en casa de cultivo a los 30, 60 y 90 días de plantadas. A las plantas vivas se le midió la altura (cm), desde la base de la planta hasta la primera hoja desarrollada. Además, se cuantifico el número plantas con raíces y el número de brotes por planta (se cuantificaron los brotes mayores de 0.1 cm) y el número de hojas por planta (sólo se consideraron las que se encontraban totalmente abiertas).

El riego se realizó por microaspersión, tres veces al día (8:30 am, 3:00 pm) con una frecuencia de 3 horas con 3 minutos de exposición. El fluj o de los fotones fotosintéticos dentro de la casa de cultivo osciló diariamente entre 280 y 400 µmol m -2s -1. La temperatura media durante el día fue de 30 ± 2 ºC y la humedad relativa del 80 ± 5%.

La comparación de los valores de supervivencia, altura de las plantas, número plantas con raíces y número de brotes por planta se realizó mediante una prueba de Kruskall Wallis con previa comprobación de los supuestos de normalidad y heterogeneidad de varianza, mediante el paquete estadístico PASW Statistics versión 18.0 sobre Windows.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Se encontró que el estado de desarrollo de las plantas enraizadas in vitro influyó en la aclimatización de estas en la casa de cultivo. Luego de 10 días de plantadas murieron las plantas de mayor altura y el resto sobrevivieron y continuaron su desarrollo.

A los 30 días se observaron diferencias significativas respecto al porcentaje de supervivencia entre los tratamientos en que

las plantas tenían altura de 1.0-3.0 cm con o sin raíces y los tratamientos en los que se emplearon plantas con altura superior a 3.0 cm con o sin raíces. Las diferencias estuvieron marcadas entre los tratamientos: de las plantas 1.0-3.0 cm de altura sin raíces (R-) (36.84%), con esta altura pero con raíces (R+) (47.37%) y entre las plantas con altura mayor a 3.0 cm sin raíces (84.21%) y las que presentaban raíz (94.74%) (Figura 2).

El mayor porcentaje de supervivencia de las plantas propagadas in vitro de Bambusa vulgaris var. vulgaris en casa de cultivo, se obtuvo al emplear plantas mayores de 3.0 cm de altura, con presencia o no de raíces. Desde los 30 días de plantadas la altura de las plantas mayores de 3.0 cm difirió significativamente de las plantas con altura entre 1.0 y 3.0 cm con y sin raíces (Figura 3).

Los mayores valores en cuanto a la altura de la plantas se alcanzaron cuando se aclimatizaron plantas mayores de 3.0 cm de altura con o sin raíces, las cuales se diferenciaron significativamente de aquellos en plantas menores de 3.0 cm de altura con y sin raíz. Estas diferencias se manifestaron desde los 30 días de plantadas (Figura 3 y Figura 4) y se incrementaron en el tiempo, con los mayores valores a los 90 días de plantadas.

 

Durante los primeros días (3 días-30 días) en fase de aclim atización las plantas perdieron las raíces que se formaron durante la fase de enraizamiento in vitro y emitieron nuevas raíces. Lo anteriormente descrito pudo deberse a que las raíces tenían una conexión vascular incompleta o deficiente entre la raíz y el brote, lo que produce un mal funcionam iento de estas estructuras. Martínez et al. (2005) coinciden en que la supervivencia de las plantas in vitro en fase de aclimatización se ve comprometida, entre otros, por factores fisiológicos anatómicos y estructurales.

Al cuantificar el número de raíces emitidas por las plantas, se observó que las mayores

de 3.0 cm de altura emitieron raíces a los 30 días de plantadas, independientemente de la presencia o no de raíces en el momento de la siembra. Luego de 60 días de aclimatizadas las plantas de estos tratam ientos           se           diferenciaron

significativamente de los tratamientos donde se emplearon plantas menores de 3.0 cm de altura con o sin raíz (Figura 5A).

Una respuesta similar se tuvo cuando se analizó la variable número de brotes por planta. Las plantas mayores de 3.0 cm de altura fueron las que formaron el mayor número de brotes por planta independientemente de la presencia o no de raíces (Figura 5B).

 

Los resultados anteriores indican que la altura de las plantas cultivadas in vitro fue la característica morfológica que más influyó durante la fase de aclimatización en las variables analizadas.

Martínez et al. (2005) y Sosa-Rodríguez et al. (2009), plantearon que las plantas cultivadas in vitro de mayor altura tienen más reservas de nutrientes y órganos mejor desarrollados, debido fundamentalmente a las características fisiológicas, estructurales y anatómicas que presentan por la diferenciación de sus tejidos. Estos autores indicaron que dentro de los principales problemas que presentan las plantas cultivadas in vitro (eucalipto) está la ineficiente absorción y transporte de agua, debido a una conexión vascular incompleta entre la raíz y el brote.

Luego de transcurrir 60 días, las plantas mayores de 3.0 cm de altura habían brotado nuevas yemas y formado plantas com pl etas con un sistem a radicular completo (Figura 6a y 6b).

Cabe mencionar que los estudios de Marulanda et al. (2005), Dutta y Borthakur (2009) realizados en Bambusa edulis, Guadua angustifolia y Bambusa balcooa refieren que desarrollan una etapa de endurecimiento in vitro para luego transferir las plantas a fase de aclimatización. Esta etapa favorece el incremento de los porcentajes de plantas aclimatizadas que oscilaron entre 80% y 90%.

Autores como Dutta y Borthakur (2009) también han demostrado la relación existente entre la altura de las plantas y su supervivencia durante la fase de aclimatización. Ellos obtuvieron en B. balcooa una supervivencia del 90% con plantas entre 2.0 y 6.0 cm de altura. Dichas plantas fueron capaces de formar entre 1.0 y 4.0 nuevos brotes por planta. Sin embargo, no realizaron un estudio detallado de la relación o dependencia existente entre las características morfológicas de las plantas cultivadas in vitro y su respuesta en fase de aclimatización.

Por otro lado, en la especie Dendrocalamus strictus, Saxena et al. (1999) obtuvieron una tasa de supervivencia entre 80% y 92% en casa de cultivo, pero no se refieren a las características de las plantas empleadas.

En otras especies, como Eucalyptus urophylla y Eucalyptus grandis se ha relacionado la altura de las plantas con el éxito durante su aclimatización. Por ejemplo, Martínez et al. (2005) al utilizar plantas cultivadas in vitro de 6.0 – 7.0 cm de altura, que poseían como promedio 3.0 raíces y la raíz mayor medía entre 5.0 – 7.0 cm de longitud lograron entre 75% y 85% de supervivencia en fase de aclimatización.

La literatura científica consultada, varios autores refieren la ausencia de investigaciones profundas sobre el desarrollo de las plantas de bambúes en fase de aclimatización (Gillis et al., 2007; Dutta y Borthakur, 2009; Rajneesh et al., 2009; Sayanika et al., 2009). De manera general, se restringen a la evaluación de la

supervivencia sin profundizar en otras variables ni definir la relación existente entre las características morfológicas de las plantas y su respuesta a las condiciones durante la aclimatización. Específicamente, no existen referencias de trabajos realizados en la especie Bambusa vulgaris var. vulgaris.

CONCLUSIONES

Sobre la base de los resultados del presente trabajo se puede concluir que la altura de la plantas de B. vulgaris cultivadas in vitro fue la característica morfológica que más influyó en su supervivencia, durante la fase de aclimatización. Fueron las plantas mayores de 3.0 cm de altura las que mostraron mayor porcentaje de supervivencia, mayor altura, número de raíces y número de brotes por planta. La presencia de raíces no estuvo directamente relacionada con la respuesta de las plantas en fase de aclimatización.

Este trabajo fue presentado en el marco de la Primera Conferencia Regional de Bambú: El bambú en el desarrollo local, organizada por la Facultad de Construcciones, el Centro de Investigación y Desarrollo de Estructuras y Materiales (CIDEM) de la Universidad Central Marta Abreu de Las Villas, la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE), INBAR y la red ECOSur, del 17-19 de mayo de 2011. Villa Clara, Cuba.

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