Artículo original Biotecnología Vegetal Vol. 15, No. 4: 227 - 232, octubre - diciembre, 2015

ISSN 2074-8647, RNPS: 2154 (Versión electrónica)

Instituto de Biotecnología de las Plantas. UCLV. MES.

Efecto de Pectimorf® en el enraizamiento in vitro de plantas de ‘FHIA-18’ (Musa AAAB)

Misterbino Borges García1*, Diana María Reyes Avalos2, José Martín Zayas Acosta2, Reisel Destrade Batista3. *Autor para la correspondencia

1Centro de Estudios de Biotecnología Vegetal, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Granma. Carretera Bayamo-Manzanillo km 17, Apdo 21, Bayamo, CP 85 100, Granma. Cuba.

e-mail: mborgesg@udg.co.cu

2Centro Universtario Municipal, Jiguaní, Granma. Cuba.

3Biofábrica Granma, Carretera a Santiago de Cuba km 5, Bayamo, Granma. Cuba.

RESUMEN

El empleo de productos elaborados a base de oligogalacturónidos en el cultivo in vitro de plantas promueve diferentes procesos biológicos entre los que se encuentra el enraizamiento. El presente trabajo se realizó con el propósito de comprobar el efecto de Pectimorf® en el enraizamiento in vitro de ‘FHIA-18’ (Musa AAAB) y su efecto residual en la fase de aclimatización. Se adicionó Pectimorf® (0.1, 1.0, 2.0 mg l-1) y Acido Indol Acético (AIA) 1.3 mg l-1 (control) en el medio de cultivo MS. A los 9, 12 y 15 días de cultivo se cuantificó el número de plantas con raíces y se calculó el porcentaje de enraizamiento. A los 21 días se cuantificó el número de raíces por planta, se midió la longitud (cm) y el grosor de las raíces (mm). Las plantas se transfirieron a la fase de aclimatización y al cabo de 45 días se determinó en 40 plántulas aclimatizadas por tratamiento, supervivencia (%), altura de la planta (cm), grosor del pseudotallo (cm) y número de hojas. Los resultados demostraron que la incorporación en el medio de cultivo MS de Pectimorf® a razón de 2 mg l-1 es una alternativa factible en el enraizamiento y posterior aclimatización de plantas in vitro de plátano cultivar ‘FHIA-18’ en sustitución del AIA.

Palabras clave: micropropagación, oligogalacturónido, reguladores del crecimiento

Pectimorf® effect in the in vitro rooting of ‘FHIA-18’ (Musa AAAB) plants

ABSTRACT

The use of products based on oligogalacturonides in the in vitro culture of plants promotes different biological processes including rooting. The present work was carried out to verify the effect of Pectimorf® in the in vitro rooting of 'FHIA-18' (Musa AAAB) and its residual effect in the acclimatization stage. Pectimorf® (0.1, 1.0, 2.0 mg l-1) and Indole Acetic Acid (IAA) 1.3 mg l-1 (control) were added to the MS culture medium. At 9, 12 and 15 days after culture the number of plants with roots was quantified and the percentage of rooting was calculated. At 21 days the number of roots per plant was quantified, length (cm) and root thickness (mm) were measured. The plants were transferred to the acclimatization stage and after 45 days were determined on 40 acclimatized plants per treatment, survival (%), plant height (cm), pseudostem thickness (cm) and number of leaves. The results showed that incorporation into the Pectimorf® MS culture medium at a rate of 2 mg l-1 is a feasible alternative in the rooting and subsequent acclimatization of 'FHIA-18' in vitro plants.

Keywords: micropropagation, oligogalacturonide, plant growth regulators

INTRODUCCIÓN

Los plátanos y bananos (Musa spp.) representan gran parte de la alimentación diaria para más de 400 millones de personas en 100 países del trópico y subtrópico (Uzcátegui et al., 2010).

En Cuba, los bananos y plátanos constituyen un reglón de elevada prioridad dentro del programa alimentario nacional, debido a su capacidad de producir todos los meses del año, su elevado potencial productivo, arraigado hábito de consumo y diversidad de usos.

Entre las especies que más se propagan en Cuba están los plátanos y bananos (Musa spp.), que son de gran importancia para el consumo de la población. Desde la década del 90 del siglo XX, se introdujeron los híbridos de la Federación Hondureña de Investigación Agrícola (FHIA), que son resistentes a enfermedades (Pérez et al., 2006) y de gran aceptación por la población.

El cultivar ‘FHIA-18’ (Musa AAAB), es uno de los que más se planta por el interés que tiene entre los productores como plátano fruta. Aunque se propaga in vitro de forma rutinaria en las Biofábricas en Cuba la eficiencia de este proceso puede estar condicionada por factores como el medio de cultivo, lo que pudiera influir en un bajo coeficiente de multiplicación. Además, este cultivar, al igual que otros, puede tener afectaciones en la supervivencia durante la fase de aclimatización (Izquierdo et al., 2009).

Uno de los componentes que encarece la propagación masiva de plantas a través del cultivo de tejidos vegetales es el medio de cultivo y dentro de estos los reguladores del crecimiento. Sin embargo, en los últimos años se han desarrollado productos bioactivos que pueden utilizarse como sustitutos parciales o totales de tales sustancias. Dentro de este grupo se encuentran los elaborados en Cuba a base de oligogalacturónidos como el Pectimorf® que tiene diferentes efectos biológicos en plantas y varias aplicaciones agrícolas. Entre ellas, se ha demostrado estimula la elongación de las raíces y ha sido empleado para promover diferentes procesos en plantas, tanto in vitro como ex vitro (González-Pérez et al., 2012; Suárez et al., 2013; Falcon et al., 2015).

La presente investigación tuvo como propósito comprobar el efecto de Pectimorf® en el enraizamiento in vitro del cultivar ‘FHIA-18’ y su efecto residual en la fase de aclimatización.

MATERIALES Y MÉTODOS

El presente trabajo se realizó en la Biofábrica de Granma en colaboración con el Centro de Estudios de Biotecnología Vegetal de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Granma, Bayamo, Cuba.

Material vegetal

Se utilizaron plantas in vitro ‘FHIA-18’ (Musa spp., AAAB) en décimo subcultivo. El material vegetal de origen procedió de plantas élites del banco de germoplasma en condiciones de campo de la Biofábrica de Granma, el cual está certificado por el Departamento de Sanidad Vegetal de la provincia de Granma. Para su establecimiento y multiplicación in vitro se empleó el protocolo para la micropropagación de plátanos y bananos mediante órganogénesis (Orellana, 2009).

Medios de cultivo y condiciones de crecimiento in vitro

Se utilizó el medio de cultivo basal compuesto por las sales de Murashige y Skoog (1962) (MS) al 100% de su concentración, vitaminas MS, sacarosa 30 g l-1 y agar E (Biocen) 7.5 g l-1. Una vez preparado el medio de cultivo, el pH se ajustó a 5.8 y las variaciones se regularon con HCl (0.1N) y NaOH (0.1N) antes de la esterilización con Vitrofural® (35 mg l-1). El medio de cultivo se distribuyó a razón de 80 ml en recipientes de cultivo de 700 ml de capacidad y se mantuvieron en reposo tres días antes de su uso, para detectar cualquier contaminación por microorganismos.

Las condiciones de cultivo en las cámaras de crecimiento de luz solar fueron: temperatura, 25±2°C; humedad relativa, 70 – 80%, intensidad luminosa de 40 µE m-2 s-1 y duración del fotoperíodo de 12 horas luz.

Enraizamiento de plantas in vitro

Con el propósito de determinar el efecto de diferentes concentraciones de Pectimorf® en el enraizamiento de plantas in vitro se aplicó un diseño completamente aleatorizado con 250 explantes por tratamiento (25 explantes por frasco). Estos consistieron en la utilización de el medio de cultivo para la fase de enraizamiento de distintas concentraciones de Pectimorf®: 0.1 mg l-1 (tratamiento 1), 1 mg l-1 (tratamiento 2), 2 mg l-1 (tratamiento 3) y Acido Indol Acético (AIA) 1.3 mg l-1 como control (tratamiento 4).

A los 9, 12, 15 días se tomaron aleatoriamente 25 plantas in vitro (de un total de 250 plantas por tratamiento con cuatro repeticiones) a las cuales se cuantificó el número de plantas con raíces y se calculó el porcentaje de enraizamiento. A los 21 días se cuantificó el número de raíces por planta, se midió la longitud (cm) y el grosor de las raíces (mm).

Aclimatización de plantas in vitro

Este experimento se realizó con la finalidad de determinar el efecto residual de diferentes concentraciones de Pectimorf® aplicadas en la fase de enraizamiento sobre la aclimatización de las plantas in vitro.

Como material vegetal se emplearon plantas in vitro procedentes de la fase de enraizamiento según los tratamientos establecidos en el experimento anterior con cuatro repeticiones y 70 plantas vitro cada una en correspondencia con las bandejas de poliuretano de 70 pocillos con 100 cm3 de capacidad empleadas. Se usó como sustrato 100% de materia orgánica compuesta por estiércol bovino con calidad certificada por el laboratorio provincial de suelos de Granma. Se colocó una planta por pocillo.

Las bandejas fueron ubicadas en casa de cultivo cubierta por una malla plástica (Sarán), que permite un flujo de fotones fotosintéticos de 60 µmol m-2 s-1 (López, 2006). El fotoperíodo fue de aproximadamente de 12 horas luz y la temperatura media de 33 ± 2°C. El riego se realizó mediante sistema Microjet con una frecuencia de un riego diario a plena capacidad del sustrato. Después de 45 días de cultivo se determinó en 40 plántulas por tratamiento, las siguientes variables: supervivencia (%), altura de la planta (cm), grosor del pseudotallo (cm) y número de hojas.

Análisis estadístico

Se aplicó un análisis de varianza de clasificación simple con prueba de comparación de medias de Tukey al 5% de probabilidad del error. Para comprobar la normalidad de los datos se utilizó la prueba de Kolmogorov – Smirnov y para la homogeneidad de varianzas la prueba de Barttlet. Todos los análisis estadísticos se realizaron con el programa Statistica para WINDOWS, versión 10.0 (StatSoft, 2011).

RESULTADOS

Los resultados del estudio corroboraron que puede emplearse Pectimorf® para el enraizamiento de plantas in vitro de ‘FHIA-18’ y que su efecto depende de la concentración. Cuando se adicionó al medio de cultivo a razón de 2 mg l-1 (tratamiento 3) proporcionó valores significativamente superiores (p≤ 0.05) de enraizamiento para cada uno de los tiempos evaluados sin diferencias con el tratamiento control y sí con el resto de los tratamientos (Tabla 1). Se alcanzó 100% de enraizamiento a partir de los 12 días de cultivo.

De igual forma, a los 21 días de cultivo in vitro el Pectimorf® influyó sobre el número, longitud y grosor de las raíces de las plantas in vitro de ‘FHIA-18’ (Tabla 2). Los resultados fueron significativamente superiores (p≤ 0.05) cuando se adicionaron al medio de cultivo 2 mg l-1 (tratamiento 3) sin diferencias con el tratamiento control (AIA).

En la fase de aclimatización las plantas que provenían del tratamiento 3 (Pectimorf®, 2 mg l-1) mostraron un porcentaje de supervivencia significativamente superior (p≤ 0.05) al resto de los tratamientos donde se incluyó esta sustancia bioactiva (100%) en el medio de cultivo, sin diferencias con el tratamiento control (98%). También se observó un desarrollo morfológico normal de las plántulas.

De forma similar, las plantas provenientes del tratamiento con 2.0 mg l-1 de Pectimorf® en el medio de cultivo mostraron los mayores valores para las variables altura de la planta, número de hojas y grosor del seudotallo (p≤ 0.05) (Tabla 3, Figura 1) en la fase de aclimatización, sin diferencias con el tratamiento control.

DISCUSIÓN

Varios autores han comprobado la estimulación del enraizamiento, el incremento del número de brotes y el crecimiento vegetativo con Pectimorf®, en diferentes especies y fases del cultivo in vitro (Cid et al., 2006; Nieves et al., 2006; Falcón y Cabrera, 2007; Izquierdo et al., 2009). Los resultados de este trabajo corroboran informes previos sobre el efecto del Pectimorf®, que dependió de la concentración y con 2 mg l-1 incrementó significativamente el porcentaje de enraizamiento con respecto al AIA desde los 12 días de cultivo.

En este sentido, Falcón y Cabrera (2007) observaron los mayores incrementos de longitud de las raíces en los pecíolos de violeta africana (Saintpaulia Ionantha J.C. Wendl) en los tratamientos donde se utilizó el Pectimorf® a razón de 10 mg l-1. Estos autores demostraron que el Pectimorf® aceleraba en una semana la aparición de raíces en la base del pecíolo en relación con el control compuesto por el AIA.

Según Falcón et al. (2015) el Pectimorf® promueve el desarrollo de raíces en plantas a concentraciones entre 5 y 20 mg l-1. Sin embargo, aunque las concentraciones empleadas en este estudio estuvieron por debajo de estas, con 2 mg l-1 el efecto se expresó en un mayor alargamiento (longitud de las raíces) y división celular (número y grosor de las raíces), que han sido descritos previamente entre los mecanismos de acción de dicha sustancia (González-Pérez et al., 2012). Ello se puso de manifiesto en los aumentos significativos de los indicadores vegetativos evaluados. Sobre lo anterior, Izquierdo (2013) en la fase de enraizamiento de este mismo cultivar, refirió que la inclusión de Pectimorf® como sustituto del AIA en el medio de cultivo MS a razón de 5 mg l-1 tributó a un 100% de supervivencia y de enraizamiento de las plantas. Los resultados de este trabajo indicaron que es posible reducir aún más la concentración de este regulador del crecimiento y todavía sustituir el AIA en el medio de cultivo.

El efecto de la adición de Pectimorf® en el medio de cultivo de enraizamiento también se observó en la fase de aclimatización donde no se constataron diferencias significativas de las variables evaluadas a las plantas que se enraizaron en presencia de 2 mg l-1 con el control AIA. Sin embargo, otros autores han informado incrementos en los porcentajes de enraizamiento y en los valores de otras variables evaluadas con este regulador. Por ejemplo, Cid et al. (2006) indicaron la influencia del Pectimorf® sobre la calidad de la semilla artificial de caña de azúcar (Saccharum spp.), donde incrementó el porcentaje de supervivencia de las plantas in vitro al pasar a la fase de aclimatización.

De igual forma, Izquierdo et al. (2009) realizaron la imbibición de raíces de plantas in vitro de banano (Musa spp.) cv. ‘FHIA-18’ durante 15 minutos en Pectimorf® a diferentes concentraciones (1.0, 5.0 y 10.0 mg l-1) antes de su plantación y la aspersión foliar, 15 días después, incrementó la supervivencia de las plantas en un 8.0% con respecto al control AIA.

La adición de Pectimorf® 2 mg l-1 al medio de cultivo también influyó sobre los valores de altura de las plantas, número de hojas y grosor del pseudotallo, sin diferencias con el control AIA. Estos resultados corroboraron el resultado de la fase de enraizamiento de que el regulador del crecimiento AIA puede ser sustituido por esta sustancia bioactiva a esa concentración.

CONCLUSIONES

La incorporación en el medio de cultivo MS de Pectimorf® a razón de 2.0 mg l-1 es una alternativa factible en el enraizamiento de las plantas in vitro con un efecto residual favorable en la aclimatización de las plántulas de ‘FHIA-18’.

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación fue realizada gracias al proyecto de colaboración internacional Fomento de la agricultura urbana y periurbana para la producción de alimentos en la provincia Granma, República de Cuba, financiado por la Diputación Foral de BizKaia y la asociación Euskadi-Cuba.

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Recibido: 15-05-2015

Aceptado: 10-09-2015