Vol.4, No. 3, 2004
Comunicacin corta                                                 Biotecnologa vegetal Vol. 4, No. 3: 183 - 176, julio - septiembre, 2004

 

 

Induccin de la brotacin en tubrculos de Ipomoea batatas mediante una mezcla de oligogalacturnidos bioactivos para su establecimiento in vitro

Orlando S. Gonzlez Paneque*1, Alejandro Falcn Rodrguez2, Margarita Hernndez Espinosa2, Ramn Iglesias Crvelo2, Juan J. Silva Pupo1, Mirtha Lpez Machado2, Julio E. Rodrguez Hernndez3, Lizardo Arias Gmez3, Juan C. Cabrera2 y Edubar Oliva Jaume1. * Autor para correspondencia.

1 Universidad de Granma. Centro de Estudios de Biotecnologa Vegetal. Apdo. 21. Bayamo. CP.: 85 100. Granma. Cuba. e-mail: ogpaneque@udg.co.cu

2 Instituto Nacional de Ciencias Agrcolas (INCA). Apdo. 1. San Jos de las Lajas. La Habana. Cuba. CP: 32 700.

3 Instituto Nacional de Investigaciones de Viandas Tropicales de Camaguey (INIVIT). Camino de Sabanilla al final. Camaguey. Cuba.

RESUMEN

Se emplearon races tuberosas de boniato pertenecientes al clon CEMSA 78-354, procedentes de bancos de semillas, las cuales fueron seleccionadas teniendo en cuenta su sanidad y uniformidad en el tamao. Las mismas fueron trasladadas al laboratorio a condiciones semicontroladas y se colocaron en frascos de cristal con 300 ml de agua corriente (control) y en frascos con la misma cantidad de agua y diferentes concentraciones de Pectimorf (5, 10, 15 y 20 mg.l-1). Se evaluaron en diferentes momentos los siguientes indicadores: nmero de brotes por tubrculo, longitud de los brotes y nmero de yemas por brote. De manera general, con el empleo de 15 mg.l-1 de Pectimorf se obtuvieron los mejores resultados en los indicadores evaluados, superando los alcanzados por el control.

Palabras clave: boniato, brotes, Pectimorf, yemas

ABSTRACT

Tuberous roots of sweet potato, belonging to clone CEMSA 78-354, coming from banks of seeds and collected, keeping in mind their sanity and uniformity in the size, were used. They were transferred to laboratory under semicontrolled conditions and placed in glass flasks with 300 mg.l-1 of tap water (control treatment) and in flasks with the some volume of water and different pectimorf concentration (5, 10, 15 and 0 mg.l-1). At different time the following indicators: number of sprouts per tuber, length of sprouts and number of buds per sprouts. Evaluated indicators were achieved with the use of 15 mg.l-1 Pectimorf overcoming those reached by the control treatment.

Key words: buds, Pectimorf, sprouts, sweet potato

INTRODUCCIN

En Cuba, el cultivo del boniato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) ha incrementado su importancia como alimento para la poblacin en los ltimos aos; trayendo consigo el aumento de las reas de siembra y por tanto una mayor aplicacin de los adelantos ms modernos de la ciencia y la tcnica para dar solucin a los problemas que an se presentan en la obtencin de altos rendimientos en este cultivo. La aplicacin de las tcnicas de cultivo de tejidos vegetales reviste una gran importancia, ya que ayuda a resolver problemas que pueden presentarse en el cultivo.

De todos los factores implicados en la respuesta morfogentica, se sabe que la mayor limitante de la induccin de rganos es la concentracin de los reguladores del crecimiento en el medio de cultivo y los cambios provocados en la expresin morfogentica del explante dependen de la concentracin relativa de los componentes del medio (Plana et al., 2003).

La propagacin por tubrculos es una de las formas para reproducir esta especie en los pases templados o en las zonas en que las condiciones ecolgicas no permiten que se desarrolle por esquejes durante todo el ao y se utiliza como forma de refrescar la variedad (Austin, 1992). Para el establecimiento in vitro del boniato, dado las caractersticas de su hbito de crecimiento rastrero, se hace necesario llevar a cabo la induccin de brotes a partir de tubrculos en condiciones semicontroladas de laboratorio; para lo cual los brotes deben ser sanos y en el mayor nmero posible, de manera tal que se garantice un alto nmero de yemas que permitan su establecimiento y multiplicacin in vitro y el empleo de sustancias estimuladoras del crecimiento puede contribuir a lograr esta finalidad con la mayor calidad posible.

La introduccin de los oligogalacturnidos en las tecnologas de regeneracin in vitro de plantas, pudiera constituir una alternativa para mejorar la eficiencia econmica del proceso desarrollado in vitro con insumos nacionales, elevar los coeficientes de multiplicacin y obtener un gran desarrollo vegetativo (Gonzlez, 1998).

Los oligopectatos son oligosacarinas consideradas actualmente como biorreguladores endgenos en el desarrollo de las plantas, pues pueden regular la sntesis y accin de las hormonas y distintos procesos de organognesis y crecimiento (Bellincampi et al., 1996; Cot et al., 1998) y de manera directa y especfica regulan muchos de los procesos fisiolgicos que se traducen en la formacin de rganos (Creelman y Mullet, 1997; Bolwell, 1999).

Segn Gutirrez et al. (1996), el Pectimorf es una mezcla de oligosacridos bioactivos obtenidos a partir de la pectina ctrica y estimulan el crecimiento y diferenciacin celular de distintas especies vegetales.

Los resultados referidos por la literatura cientfica (Albersheim et al., 1992; Brent et al., 2001), sealan el efecto de los oligogalacturnidos en la morfognesis de plantas; es por ello que, la ampliacin de estos resultados a otras especies vegetales de inters econmico, pero an no estudiadas, permitir alcanzar un importante peldao en el conocimiento ms completo del Pectimorf y su efecto biotecnolgico integral.

El objetivo del trabajo fue estudiar el efecto del Pectimorf en la induccin de brotes a partir d e y e m a s d e tubrculos de boniato para su empleo en el cultivo in vitro.

MATERIALES Y MTODOS

La presente investigacin se desarroll en el Centro de Estudios de Biotecnologa Vegetal de la Universidad de Granma, en colaboracin con el Departamento de Fisiologa Vegetal del Instituto Nacional de Ciencias Agrcolas (INCA) de La Habana. Se procedi a la recoleccin de races tuberosas del banco de semillas de boniato, pertenecientes al clon CEMSA 78-354; teniendo en cuenta su sanidad y uniformidad en el tamao. Las mismas fueron lavadas varias veces con agua y detergente para eliminar las suciedades e impurezas y se colocaron posteriormente, en frascos con 300 ml de agua corriente (control) y en frascos con la misma cantidad de agua y diferentes concentraciones de Pectimorf (5, 10, 15 y 20 mg.l-1).

Todos los tratamientos fueron colocados en condiciones semicontroladas de laboratorio a temperatura de 27 ± 2C, humedad relativa del 80-90% e iluminacin de 4 000-5 000 lx y se les aplic semanalmente Ridomil (1 g.l-1) en forma de aspersin foliar para garantizar el control de posibles contaminaciones fungosas.

Fueron empleadas diez races tuberosas por tratamiento, con tres repeticiones y se evaluaron en diferentes momentos (5, 10, 20 y 30 das) los siguientes indicadores:

- Nmero de brotes por tubrculo.

- Longitud de los brotes (cm).

- Nmero de yemas por brote.

En el montaje del experimento se emple un diseo completamente al azar y los resultados fueron analizados estadsticamente mediante un anlisis de varianza factorial simple, teniendo en cuenta los tratamientos empleados para cada tiempo evaluado, al existir interacciones entre los tratamientos y con la finalidad de evidenciar diferencias entre los mismos, se realiz la prueba de comparacin de medias de Duncan para el nivel de significacin del 1%, contenido en el paquete estadstico TonyStat.

RESULTADOS Y DISCUSIN

En la tabla 1 se reflejan los resultados obtenidos en la respuesta de induccin de brotes al ser empleadas diferentes concentraciones de Pectimorf. Se observ que la induccin de los brotes se inici a partir de los cinco das despus de establecidos los tubrculos en agua, alcanzndose un crecimiento y desarrollo de las yemas a medida que pasaron los das y similar comportamiento se present en el tratamiento control. Posteriormente, a los diez das se evidenci la presencia de brotes de mayor tamao y el tratamiento compuesto por 300 ml de agua y 15 mg.l-1 de Pectimorf fue el que mejor respondi, presentando valores medios de tres brotes por tubrculo y existiendo diferencias significativas con el tratamiento control (300 ml de agua), el cual present el mayor nmero en la emisin de brotes; todo lo cual sugiere que, el balance del Pectimorf empleado a las concentraciones evaluadas, favoreci la induccin de los brotes en longitud y nmero, y el empleo del agua solamente estimul el nmero de brotes por tubrculo.

Al evaluar el comportamiento de los tubrculos a los veinte das, se observ en todos los tratamientos el continuo crecimiento de los brotes; siendo necesario destacar que, el tratamiento con 300 ml de agua y 15 mg.l-1 de Pectimorf present los resultados ms favorables, existiendo diferencias significativas con el resto de los tratamientos, excepto el nmero de brotes, donde en este ltimo indicador se obtuvieron los mejores resultados en el tratamiento control, lo cual indic que el Pectimorf present un efecto favorable en la estimulacin del crecimiento de los brotes en longitud y el nmero de yemas por brote.

Por otro lado, al analizar a los treinta das la emisin de los brotes; se obtuvo que de manera general, todos los tratamientos presentaron esta respuesta, siendo mayor en el tratamiento anteriormente mencionado con los indicadores evaluados ms favorables, seguido por el control y el resto de los tratamientos, existiendo diferencias significativas entre estos; lo cual demostr la accin estimulante del Pectimorf a determinada concentracin. Es necesario destacar que, en todas las evaluaciones realizadas con el empleo del Pectimorf a 15 mg.l-1 se obtuvo menor nmero de brotes promedio totales en comparacin con el control, pero de mayor longitud y con una mayor cantidad de yemas; obtenindose un mayor nmero de estas para ser empleadas en el cultivo in vitro en la multiplicación acelerada del material vegetal. Tanto en el control, como con el empleo del pectimorf a 15 mg.l-1 se obtuvieron brotes sanos, observados a simple vista mediante observaciones morfológicas visuales.

De manera general, se observ que al presentarse una mayor longitud de los brotes, se obtuvo un menor nmero de estos; lo cual sugiere que, las reservas del tubrculo fueron empleadas en la induccin de los brotes y el posterior crecimiento y desarrollo de los mismos. En cuanto al nmero de yemas por brote, se pudo apreciar que este indicador se vio favorecido al emplear 15 mg.l-1 de Pectimorf y resultados semejantes fueron obtenidos por Montes et al. (2000), en especies de plantas ornamentales al utilizar el Pectimorf en la propagacin acelerada de Anthurium cubense; ya que de esta manera se aument el nmero de yemas disponibles para el cultivo in vitro y su multiplicacin acelerada.

Los resultados obtenidos demostraron el efecto favorable del Pectimorf al ser aadido al agua para inducir la brotacin de los tubrculos; ya que pasados veinte das se puede obtener material vegetal como explantes (yemas) para ser empleado en el cultivo in vitro, debido al crecimiento y desarrollo alcanzado por los brotes en los tratamientos estudiados; porque dada las caractersticas del cultivo, en su hbito de crecimiento rastrero, es sumamente difcil llevar a cabo la siembra asptica y se emplea el procedimiento de inducir los brotes a partir de tubrculos, colocados en frascos con agua en condiciones semicontroladas de laboratorio para su posterior cultivo in vitro, el cual demora alrededor de treinta das para poder disponer de material vegetal para la siembre asptica. Con el empleo del Pectimorf se logr en los tubrculos brotes de una mayor longitud y nmero de yemas, al ser comparado con el uso del agua solamente; lo que acorta el tiempo de espera de la brotacin de las yemas de los tubrculos para su empleo en el cultivo in vitro.

Los resultados obtenidos indican la posibilidad del empleo de los oligogalacturnidos en los procesos de crecimiento y diferenciacin de los rganos vegetales a partir de tubrculos y ser necesario profundizar en los mecanismos de accin del mismo durante los procesos organognicos y los resultados obtenidos constituyen un punto de partida para desarrollar otras investigaciones; ya que con respecto a este estudio, hasta la fecha no existen referencias de trabajos realizados por otros autores en el cultivo del boniato.

Segn Bentez (1998), actualmente, existen compuestos qumicos sintticos con una actividad fisiolgica similar a las fitohormonas endgenas, en la modificacin del crecimiento y desarrollo, que puede funcionar en las plantas como seales moleculares que regulan el crecimiento, la diferenciacin y la adaptacin al ambiente.

REFERENCIAS

Albersheim, P, Darvill A G, Augur C, Cheong JJ, Eberhard S, Hahn HG, Marf V, Mohnen D, ONeill MA, Spiro MD y York WS (1992) Oligosaccharins: Oligosaccharides regulatory molecules. Acc. Chem. Res. 25: 77-83

Austin, DF (1992) Seeds in some poorly known especies of Ipomoea section batatas (Convolvulaceae). Bulletin of the Torrey Botanical Club 119(2): 142-144

Bellincampi, D, Cervone F, Altamura M, Constantino P, De Lorenzo G, Cardarelli M, Zaghi D, Serino G, Salvi G y Gatz C (1996) Oligogalacturonides prevent rhizogenesis in rolB-transformed

tobacco explants by inhibiting auxin-induced expression of the rolB gene. Plant Cell 8: 477-487

Bentez, A (1998) Actividad Biolgica del PECTIMORF sobre el desarrollo de callos de Saccharum officinarum L. de la variedad C 87-51. Tesis de Grado Facultad de Biologa, Universidad de la Habana. 75 p

Bren, L, Malcolm A, Debra M (2001) Pectins: structure, biosynthesis and oligogalacturonide-related signaling. Phytochemistry 57: 929-967

Bolwell, PG (1999) Role of active oxygen species and NO2 in plant defense responses. Curr. Opin. Plant Biol. 2: 287-294

Cot, F, Hamk K, Hahn M, Bergman C (1998) Oligosaccharide elicitors in host-pathogen interactions: Generation, perception and signal transduction. En: Biswas, B y Das, H (eds). Subcellular biochemistry, Vol. 29. Plant-microbe interactions. p385-431 Plenum Press, New York

Creelman, RA y Mullet JE (1997) Oligosaccharins, Brassinolides and Jasmonates: Nontraditional Regulators of Plant Growth, Development and Gene Expression. Plant Cell 9: 1211-1223

Gonzlez, S (1998) Actividad biolgica del Pectimorf en el cultivo in vitro de callos y pices de tabaco. Programas y Resmenes. XI Seminario Cientfico del INCA. Taller de Productos Bioactivos y la Agricultura, La Habana. p. 11

Gutirrez, A, Falcn A y Npoles MC (1996) Aislamiento, caracterizacin parcial y actividad elicitora de fracciones hidrosolubles extradas de la pared celular de Phytopthora cinnamomi. Cultivos Tropicales 17(1): 27-31

Montes, S, Aldaz JP, Cevallos M, Cabrera JC y Lpez M (2000) Uso del biorregulador Pectimorf en la propagacin acelerada del Anthurium cubense. Cultivos Tropicales 21(3): 29-31

Plana, D, Alvarez M, Florido M, Lara R y Cabrera JC (2003) Actividad Biolgica del Pectimorf en la Morfognesis in vitro del Tomate (Lycopersicon esculentum, Mill) var. Amalia. Cultivos Tropicales 24(1): 29-33



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