Vol.7, No. 1 2007.pmd 
Artículo Científico                                                                                                                                                                                                                      Biotecnología Vegetal Vol. 7, No. 1: 57 - 61, enero - marzo, 2007
ISSN 1609-1841 (Versión impresa)
 ISSN 2074-8647   (Versión electrónica)

 

Efecto de las radiaciones gamma sobre callos de papa var. ‘Desirée’

Novisel Veitía*, Lourdes R. García, Idalmis Bermúdez-Caraballoso, Pedro Orellana, Yenny Padrón, Damaris Torres * Autor para correspondencia.

Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central ‘Marta Abreu’ de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5 ½. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: novisel@ibp.co.cu

RESUMEN

La presente investigación se desarrolló con el objetivo de determinar el efecto de las radiaciones gamma sobre callos de papa variedad ‘Desirée’ para inducirles variabilidad. Se irradiaron callos que habían sido obtenidos a partir de hojas de plantas de papa cultivadas in vitro, a los cuales se les aplicaron dosis de 5, 10, 15, 20 y 30 Gy de radiaciones gamma. Se evaluó la masa fresca de los callos, el número de callos vivos por cada dosis de radiación aplicada y el número de plantas regeneradas por callo. Se observó una disminución en la masa de los callos en la medida que aumentaron las dosis de radiaciones. La dosis de 10 Gy se seleccionó para los tratamientos masivos de callos de papa var. ‘Desirée’ con radiaciones gamma ya que esta fue más próxima a la DL 50 y GR50, con la cual se logró disminuir el crecimiento en 53.37 % y se alcanzó una regeneración del 71.25 %.

Palabras clave: mutagénesis in vitro, Solanum tuberosum, variabilidad

ABSTRACT

The present investigation was developed with the objective to determine the effect of gamma radiation on potato variety ‘Desirée’ calli to induce variability. Calli obtained from leaves of in vitro plants were irradiated with doses of 5, 10, 15, 20 and 30 Gy gamma radiations. Fresh weight of calli, survival of these for radiation dose and number of regenerated plants per callus was evaluated. A decrease in the weight of calli was observed when radiations doses were increased. The dose of 10 Gy was selected for the massive treatments of potato var. ‘Desirée’ calli with gamma radiations. These dose was closer to DL 50 and GR50, favoring to diminish the growth in 53.37% and to obtain a regeneration percentage of 71.25% .

Key words: in vitro mutagenesis, Solanum tuberosum, variability

INTRODUCCIÓN

La eficiencia de los métodos de cultivo in vitro de plantas ha facilitado el empleo de la radiomutagénesis para el mejoramiento genético tanto en semillas como en plantas propagadas vegetativamente (Alhoowalia, 2001). Conjuntamente han abierto el acceso a nuevas fuentes de variación como la conocida variación somaclonal, ya que los tejidos somáticos no intervienen en la reproducción y en este proceso son eliminados los mutantes no aptos para la fecundación y de esta forma opera como un filtro para la estabilidad de las especies de reproducción sexual (García, 2000).

En la literatura científica se refieren numerosas investigaciones en las cuales se emplea la mutagénesis in vitro en el cultivo de la papa (Solanum tuberosum L.) (Sonino y Ancora, 1986; Alhoowalia, 1990; Gosal et al., 2001; van Enckevort et al., 2001) y señalan la posibilidad de obtener alta frecuencia de mutaciones. La determinación de la radiosensibilidad de la variedad que se desea mejorar es un paso previo para posteriormente aplicar de forma masiva el tratamiento mutagénico. Para el desarrollo del programa de mejoramiento genético de este cultivo, en el Instituto de Biotecnología de las Plantas, se requiere conocer el efecto de las radiaciones gamma sobre la variedad ‘Desirée’.

De acuerdo con lo anteriormente planteado se realizó el presente trabajo con el objetivo de determinar el efecto de diferentes dosis de radiaciones gamma sobre callos de papa var. ‘Desirée’ y la dosis letal para inducir variabilidad.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se emplearon callos de papa variedad ‘Desirée’, los cuales se formaron a partir de hojas de plantas cultivadas in vitro, en el medio de cultivo semisólido propuesto por Freire-Seijo et al. (1994). Los mismos fueron tratados con las siguientes dosis de radiaciones gamma: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 Gy.

La irradiación del material vegetal se realizó con un equipo -1PX-Gamma 30 con una potencia de 33.26 Gy.min el cual se encuentra situado en el Centro de Estudios Aplicados al Desarrollo Nuclear de Ciudad de la Habana, Cuba (CEADEN).

Una vez aplicado el tratamiento, los callos fueron transferidos a medio de cultivo fresco para evitar cualquier toxicidad producida por la acción de las radiaciones sobre los componentes del medio de cultivo. Se emplearon 100 callos por tratamiento mutagénico y 100 del control sin irradiar y se colocaron en condiciones de oscuridad constante a 26±2oC.

Para la regeneración de las plantas a partir de los callos irradiados se utilizó el medio de cultivo propuesto por Freire-Seijo et al. (1994). Los frascos de cultivo se colocaron en condiciones de luz artificial con una densidad de flujo de fotones fotosintéticos (FFF) de 62μE.m-2 .s-1 y un fotoperíodo de 16 horas luz a 20±2 o C.

Las evaluaciones se realizaron a los 30 días después de aplicado el tratamiento mutagénico y se registró el número de callos que sobrevivieron por cada dosis de radiación aplicada así como la masa fresca (g).

Para determinar el efecto de las radiaciones se evaluó la masa fresca del callo y con dichos valores se calculó el índice medio (Im), mediante la siguiente fórmula (Labrada, 1999):

Im = 100 (Ii / Ic) donde: Ii = valor de los tratamientos irradiados y Ic= valor del control

Como índice de comparación se tomó la GR 50 y la DL 50 (dosis letal media).

GR 50 = Dosis que reduce el 50% del crecimiento. DL 50 = Dosis que reduce el 50% de la población.

Con los datos de supervivencia se determinó la DL50 y la GR50 se calculó a partir del índice medio, mediante una ecuación de regresión lineal. Para ello, se empleó el paquete estadístico Curve Expert 1.3 sobre Windows

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Como resultados se observó que todas las dosis de radiaciones aplicadas afectaron el crecimiento de los callos de papa var. ‘Desirée’ (Figura 1). Esta respuesta indicó la sensibilidad del cultivo de callos al tratamiento mutagénico teniendo en cuenta que este tiene un efecto fisiológico y citológico sobre las células (García, 2001).

Existe un limitado número de investigaciones que refieren que el cultivo de callos es más sensible a los tratamientos con radiaciones. Según Ahloowalia (2001) se requieren dosis mucho más bajas (2-5 Gy) en comparación con los esquejes y semillas.

Una respuesta sensible también fue descrita por Sonino y Ancora (1986) en las yemas que siguen al ápice en plantas de papa var. ‘Desirée’ cultivadas in vitro, las cuales mostraron los mayores porcentajes de mortalidad y los más bajos en la brotación y el enraizamiento. En estudios realizados en otros cultivos como por ejemplo en Musa spp. las células de origen adventicio fueron más sensitivas que las de los brotes axilares (Afza et al., 1994).

De las dosis de radiaciones estudiadas la más próxima a los valores de DL50 y GR50 (Figura 2 A y B) fue la de 10 Gy, la cual provocó valores de supervivencia de un 53% y una disminución del crecimiento de los callos de un 53.37%. Según Pérez (1998) cuando se emplea el cultivo in vitro se recomienda que los tratamientos mutagénicos reduzcan de un 40-60% de la masa de los materiales vegetales tratados.

En la literatura científica se ha recomendado utilizar dosis bajas de radiaciones en callos de papa. Por ejemplo, Urrea (2000) refirió la utilizar un rango de dosis entre 12.5 y 17 Gy en callos de papa var. Diacol capiro. Sin embargo, en tres países: India, Pakistán y Egipto utilizaron la dosis de 20 Gy para la irradiación de plantas micropropagadas de papa tetraploide mientras que, en Holanda sugieren dosis de 6-8 Gy con rayos X para tratar material vegetal monoploide. Existen factores como el cultivar, las condiciones fisiológicas de las plantas u órganos a irradiar así como la manipulación del material vegetal antes y después de la irradiación que influyen sobre la radiosensibilidad (Predieri, 2001).

El porcentaje de regeneración de las plantas disminuyó con el incremento de la dosis de radiaciones gamma y todos los tratamientos mostraron diferencias significativas respecto al control sin irradiar (Tabla 1). Con la dosis de 10 Gy, la cual fue la más próxima a los valores de DL50 y GR50 se logró un 71.25% de regeneración difiriendo significativamente con las restantes dosis, las cuales presentan valores por debajo del 50 %.

Roest y Bokelman (1980) irradiaron hojas, raquis y peciolos de plantas de papa var. ‘Desirée’ cultivadas in vitro con diferentes dosis de rayos X y concluyeron que la irradiación afectó considerablemente la capacidad regenerativa de los explantes y las dosis más altas la inhibieron. Urrea (2000), también describió una mayor inhibición en la regeneración de callos de papa variedad ‘Diacol capiro’ en la medida que se incrementaron las dosis de radiaciones. Esta disminución en la regeneración de plantas con diferentes dosis de tratamiento mutagénico también ha sido referida en otros cultivos como por ejemplo en ajo (Allium sativum L.) (Zhen, 2001), boniato (Ipomoea batata) ( Zhen, 2001a) y caña de azúcar (Saccharum spp. híbrido) (Valdés, 2005).

Teniendo en cuenta los resultados se seleccionó la dosis de 10 Gy para los tratamientos masivos de callos de papa var. ‘Desirée’ con radiaciones gamma ya que esta fue la dosis más próxima a la DL 50 y GR50, con la cual se logró disminuir el crecimiento en 53.37% y un porcentaje de regeneración de 71.25%.

Estos estudios permiten la utilización de las radiaciones para inducir variabilidad como parte del programa de mejoramiento genético en el cultivo de la papa en la búsqueda de plantas resistentes al tizón temprano, teniendo en cuenta que en este cultivo se han mejorado diferentes caracteres agronómicos y la resistencia a enfermedades con el empleo de la mutagénesis in vitro (Martínez y Mantell, 1994; Cassells y Kowalski, 1998; Urrea, 2000).

CONCLUSIONES

Se demostró la respuesta sensible de los callos de papa var. ‘Desirée’ tratados con diferentes dosis de radiaciones gamma y se seleccionó la dosis de 10 Gy para inducir variabilidad a partir de callos de papa var. ‘Desirée’ ya que provocó una disminución del crecimiento del 53.37% y un porcentaje de regeneración de plantas de 71.25%.

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