Embed Size (px)
Citation preview
3 de diciembre
de 2010
Campus MontecilloUnidad de Congresos
Sala 5
08:30-09:30
Inscripción - Registro de
participantes
09:30-09:50
Bienvenida e
Inauguración Dr. J. Jesús Vargas Hernández
Director de Campus
Campus Montecillo
Colegio de Postgraduados
10:00-10:30
Logros y Propósitos delPosgrado en FisiologíaVegetalDr. Alfredo Carrillo Salazar
Representante del Posgrado en
Recursos Genéticos y Productividad-
Fisiología Vegetal
Campus Montecillo
Colegio de Postgraduados
10:35-11:05
Manejo
Fisio-microbiológico de
raíces en tomateDr. Marco Antonio Gutiérrez Coronado
Vicerrector Académico
Instituto Tecnológico de Sonora
Ciudad Obregón, Sonora.
11:45-12:15
Maíces con pigmentos tipo
antociano: Usos actuales y
potencialesDra. Yolanda Salinas Moreno
Investigadora Titular
Campo Experimental del Valle de
México, INIFAP.
12:15-12:45
Receso – Café
12:45-14:15
Sesión de presentación de
carteles por los estudiantes
del PosgradoLobby de la Unidad de Congresos
IBI Iván Ramírez Ramírez
Investigador
Posgrado en Recursos Genéticos y
Productividad-Genética
Colegio de Postgraduados
14:45-16:00
Comida
16:00-16:30
Manejo de productos
hortofrutícolas en
atmósferas modificadas:
Criterios de diseño y
control de la operaciónDr. Salvador Valle Guadarrama
Profesor Investigador
Departamento de Ingeniería
Agroindustrial, UACH
16:35-17:05
Fisiología de la floración
y fructificación en chile
dulceDr. Nicasio Cruz Huerta
Profesor Investigador
Posgrado en Recursos Genéticos y
Productividad – Fisiología Vegetal
Colegio de Postgraduados
17:40-18:00
Conclusiones del eventoDr. Carlos Trejo López
Profesor Investigador
Posgrado en Botánica
Campus Montecillo
Colegio de Postgraduados
18:00
Entrega de Constancias y
Clausura del Evento Dra. Ma. Cristina López Peralta
Subdirectora de Educación
Campus Montecillo
Colegio de Postgraduados
17:10-17:40
Perspectivas y Futuro de
la Fisiología Vegetal Dr. Alfonso Larqué Saavedra
Profesor Investigador
Centro de Investigaciones Científicas
de Yucatán, CONACYT
Director del Parque Científico
Tecnológico de Yucatán
Mérida, Yucatán.
14:15-14:45
Mesa redonda sobre la
presentación de carteles
por estudiantesDr. Víctor A. González Hernández,
Profesor Investigador
Posgrado en Recursos Genéticos y
Productividad – Genética
Colegio de Postgraduados
11:10-11:40
PvAMT1;1, mecanismo
responsable de la absorción de
alta afinidad de amonio en
Phaseolus vulgarisDr. Omar Pantoja Ayala
Investigador Titular
Departamento de Biología Molecular de
Plantas
Instituto de Biotecnología
UNAM
PRESENTACIÓN
En este año en que conmemoramos el bicentenario de la Independencia y el centenario de
la Revolución Mexicana, el Colegio de Postgraduados en Ciencias agrícolas, celebra con
mucho orgullo el XX aniversario de la creación del posgrado en Fisiología Vegetal.
El objetivo de este posgrado es formar investigadores y académicos altamente calificados,
capaces no sólo de ser líderes ejemplares, sino también de compartir sus conocimientos y
experiencias en el campo, laboratorio o aula.
El trabajo constante y el gran compromiso con nuestro país, ha permitido que durante este
periodo los académicos miembros del posgrado en Fisiología Vegetal, hayan graduado 103
estudiantes de Maestría en Ciencias y 49 de Doctorado.
Con la finalidad de celebrar este evento, organizamos la “Primera Reunión Nacional de
Fisiología Vegetal”, e invitamos a algunos de los egresados sobresalientes en su vida
profesional y otros investigadores nacionales líderes en esta área, a compartir sus
experiencias de investigación. También se incluye la participación de los estudiantes
actuales mediante la presentación de carteles. Esperamos que sea una motivación para ellos
y todos los que compartimos interés en esta disciplina y que en un futuro cercano, sea
posible abrir espacios de intercambio científico mediante Reuniones o Congresos
periódicos, los cuales pudiesen estar regulados a través de una organización civil interesada
en la investigación y enseñanza del funcionamiento de las plantas, que podría crearse con la
participación de grupos de científicos y académicos de diversas instituciones nacionales.
AFECTUOSAMENTE
Dr José Alfredo Carrillo Salazar
Representante del PRGP-Fisiología Vegetal
CONTENIDO
PRESENTACIONES ORALES
1. Fisiología de la floración y fructificación en chile morrón
Nicacio Cruz-Huerta
2. Maíces con pigmento tipo antociano: usos actuales y potenciales
Yolanda Salinas Moreno
3. Logros y propósitos del postgrado en fisiología vegetal
Dr. Nicacio Cruz Huerta, M.C. Pablo Juárez Hernández, Dr. José
Carrillo Salazar, Dr. Víctor A. González Hernández
4. Manejo de productos hortofrutícolas en atmósferas modificadas.
Criterios de diseño y operación
Salvador Valle-Guadarrama
5. Manejo Fisio-microbiológico de raíces en tomate
Dr. Marco Antonio Gutiérrez Coronado, M.C. Catalina Mungarro Ibarra
6. Perspectivas y futuro de la Fisiología Vegetal en México Alfonso Larqué Saavedra
7. PvAMT1;1, mecanismo responsable de la absorción de alta afinidad
de amonio en Phaseolus vulgaris
Carlos Ortiz Ramírez, Omar Pantoja
RESUMENES DE ALUMNOS DEL POSTGRADOS EN
FISIOLOGÍA VEGETAL
1. Aclimatación e inducción de embriogénesis somática de Heliconia spp
E. Hernández-Meneses; Ma. C. G. López-Peralta; J. Murguía-González; L.
M. Ruiz-Posadas; G. Valdovinos-Ponce; A. A. Estrada-Luna
2. Actividad antioxidante de alcaloides de Erythrina americana Miller
Emmanuel Ibarra Estrada, Marcos Soto Hernández, Rosario García Mateos,
Rubén San Miguel Chávez, Gustavo Ramírez Valverde
3. Cultivo de células en suspensión de Stevia Rebaudiana B.
Liberia Vazquez Baxcajay
4. Efecto de la sequía en la cinética fotosintética del frijol en respuesta a la
luz
Celia S. Romero-Félix*, Iván Ramírez Ramírez, Dagoberto Garza García,
Jorge A. Acosta Gallegos, Carlos Trejo López, Porfirio Ramírez Vallejo,
Víctor A. González Hernández
5. Efecto del estrés hídrico en la fotosíntesis, fotoquímica del fotosistema II
y crecimiento en plántulas de chile pimiento (Capsicum annuum L.)
Mc. Huitziméngari Campos, Dr. Carlos Trejo, Dr. Rodolfo García-Nava,
Dra. Cecilia B. Peña-Valdivia, Dra. Rocío Cruz-Ortega y Dr. F. Víctor
Conde-Martínez
6. Efecto del glucorafano aislado de floretes de brócoli sobre la
germinación de esporas de Colletotrichum gloeosporioides
Lara-Viveros F M, Nieto-Angel D*, Nava-Díaz C, Gutiérrez-Alonso G,
Ayala-Garay O J, Aguilar-Pérez L A, Martínez-Damián T.
7. Estrés causado por fenantreno en Leucaena leucocephala en simbiosis
con Rhizobium tropici y Glomus intraradices: Germinación de semillas,
fisiología de raíz y parte aérea
Villegas-Velázquez Itzel, Ferrera-Cerrato Ronald, García Barradas Oscar,
Colinas León Teresa, Córdova Téllez Leobigildo, Alarcón Alejandro
8. Evaluación de la tolerancia a NaCl en poblaciones nativas de jitomate
(Lycopersicum esculentum Mill)
Sanjuan Lara Felipe, Sánchez García Prometeo, Vallejo Ramírez Porfirio,
Livera Muñoz Manuel, C. Sandoval Villa Manuel y Carrillo Rodríguez José
C.
9. Fisiología y manejo del higo (Ficus carica L.) en producción forzada
bajo cubierta plástica
M.C. Victor Manuel Mendoza Castillo,
Dr. Guillermo Calderón Zavala,
Dra. Ma. Del Carmen Mendoza Castillo,
Dr. Tito Vázquez Rojas, Dr.
Amalio Santacruz Varela, Dr. Efraín Contreras Magaña
10. Identificación y control de hongos fitopatógenos en postcosecha de higo
(Ficus carica L.)
M. C. Mayra T. García Ruiz; Dr. J. Rodolfo García Nava; M. C. Victoria
Ayala Escobar; Dr. Guillermo Calderón Zavala; Dr. Carlos Trejo López;
Dra. Cecilia B. Peña Valdivia.; Dra. Ma. Carmen Ybarra Moncada
11. Manejo de poda en litchi (Litchi chinnensis sonn.) y su relación con el
rendimiento y calidad de frutos
M.C. Paola Elena Morelos Suet / Dr. Carlos Trejo López/ Dr. Ángel
Villegas Monter/ Dr. Víctor González Hernández/ Dr. Ebandro Uscanga
Mortera/ Dr. Alfredo López Jimenez/ Dra. Libia Trejo
POSTERS
1. Concentración de la solución universal de Steiner sobre calidad y vida
de florero de crisantemo
Luis M. Carrillo-López, Ernesto G. Alcántar-González, Libia I. Trejo-
Téllez, M. de Lourdes Arévalo-Galarza, E. Araceli Gaytán-Acuña
2. Desarrollo floral y cuantificación de flavonoides en Calendula officinalis
L.
Mariana Palma-Tenango, Víctor A. González-Hernández, R. Marcos Soto-
Hernández, Araceli Gaytán-Acuña y Guillermo Mendoza-Castelán
3. Efecto de la sequía en la cinética fotosintética del frijol en respuesta a la
luz
Celia S. Romero-Felix, Iván Ramírez Ramírez, Dagoberto Garza García,
Carlos Trejo López, Porfirio Ramírez Vallejo, Jorge A. Acosta Gallegos y
Víctor A. González-Hernández
4. Identificación y control de hongos fitopatógenos en postcosecha de higo
(Ficus carica L.) Mayra T. García Ruiz; J. Rodolfo García Nava; Victoria Ayala Escobar;
Guillermo Calderón Zavala; Carlos Trejo López; Cecilia B. Peña Valdivia.;
Ma. Carmen Ybarra Moncada
5. Inoculación de cepas bacterianas promotoras de crecimiento (BPCV),
en diferentes clones de caña de azúcar (Saccharum officinarum)
A. Morgado-González, D. Espinosa-Victoria, F. Gómez-Merino, R.
Quintero-Lizaola
6. Manejo de poda en litchi (Litchi chinnensis sonn.) y su relación con el
rendimiento y calidad de frutos
M.C. Paola Elena Morelos Suet / Dr. Carlos Trejo López/ Dr. Ángel
Villegas Monter/ Dr. Víctor González Hernández/ Dr. Ebandro Uscanga
Mortera/ Dr. Alfredo López Jimenez/ Dra. Libia Trejo
7. Pigmentación de anturio de corte influenciada por intensidad luminosa
y AG3
Sandra Eloísa Rangel Estrada; Lucero Del Mar Ruiz Posadas; Gabriel
Alcántar González; María de las Nieves Rodríguez Mendoza; Angel
Villegas Monter; Joaquín Murguía González
8. Respuesta fotosintética del mango en función del daño por escama
blanca (Aulacaspis tubercularis Newstead) en el estado de Guerrero
Pablo Juárez Hernández, Víctor Arturo González Hernández, José Antonio
Mora Aguilera, Gabriel Otero Colina, Daniel Téliz Ortiz y Elías Hernández
Castro
PRESENTACIONES ORALES
1
Fisiología de la floración y fructificación en chile morrón
Nicacio Cruz-Huerta
Colegio de Postgraduados. Campus Montecillo. Programa en Recursos Genéticos y Productividad –
Fisiología Vegetal. Carr. México-Texcoco km. 36.5. Montecillo, Texcoco, Edo. de México. C.P. 56230.
Correo electrónico: [email protected].
Importancia del cultivo
El chile es uno de los cultivos hortícolas más importantes de México y el mundo.
Esta especie pertenece a la familia Solanácea. Se ha cultivado ampliamente tanto en
áreas de clima tropical como climas templado [1]. Su uso es muy variado en la cocina
tradicional mexicana y de diversas culturas. Se consume como condimento (fresco, en
seco o en conserva), y se usa también como fuente de pigmentos y colorantes naturales
(paprika), capsaicinoides (chiles picantes, usada en la industria farmacéutica y de
alimentos procesados) [2-3], antioxidantes (chile morrón de colores) [4-6], e incluso
como plantas de ornato [7].
Los chiles dulces son una variante recesiva sin pungencia, y son un cultivo
importante a nivel mundial, principalmente para consumo en fresco [1,8]. Existe una
gran variabilidad de formas y tamaños de chile dulce, incluyendo los tipos “cherry”
(esféricos de 2.5 a 3.5 cm en diámetro), los alargados (tipo banana o cubanelle) y los de
forma cúbica ( tipo “bell”, o chile morrón). El chile morrón es el más importante desde
el punto de vista económico [8-9]. Por ejemplo, en Estados Unidos, el consume per
cápita de chile morrón se incrementó de ~1 kg en 1970 a ~3 kg a fines de los 90´s, y se
mantuvo constante a partir de entonces [10].
Los principales países productores de chile para consumo en fresco son China
(57%), México (8%), Turquía (7%), Indonesia (5%) y España (4%) (FAO, 2008,
http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx. Consulta: Nov 15, 2010). En México, la
superficie total en 2009 fue de 140,436 ha (Sistema de Información Agrícola y
Pesquera, www.siap.gob.mx, revisado el 16 de noviembre del 2010), y los principales
estados productores son Zacatecas (26%), Chihuahua (18%), San Luis Potosí (10%),
Sinaloa (8%), Veracruz (4%), y Durango (4%), entre otros. De acuerdo a la SAGAR
[11], 10% de la superficie nacional cultivada con chile es destinada a la exportación;
80% del volumen exportado es chile morrón (tipo ”bell„) y el resto son chiles picantes
(anaheim, fresno, serrano, jalapeño y otros).
2
Crecimiento de la planta
La planta de chile posee un tallo principal, que desarrolla de 8 a 15 nudos (y
hojas) y termina en una flor. Los dos o tres nudos que preceden a la flor terminal
desarrollan brotes simpodiales [12-13], que constituyen las primeras ramas laterales.
Cada brote simpodial tiene una hoja y termina en una flor. De la yema axilar que se
encuentra por debajo de la flor terminal emergen dos hojas nuevas, mismas que son
“empujadas” hacia arriba de la flor terminal al alargarse el entrenudo (Figura 1). De
cada brote simpodial, se forma una nueva unidad simpodial, consistente en dos hojas
que son “empujadas” hacia arriba por el entrenudo y una flor en el vértice de ambos
entrenudos, i.e., la flor del brote precedente. Este ciclo de desarrollo se repite, y en
teoría podría continuar indefinidamente [13]. La floración y fructificación en chile es
continua, en tanto la planta siga creciendo.
L2F2
L2L3L3
L1
L2F2 L2
L3
L3
L1
Figura 1. Dibujo esquemático de la ramificación en chile y secuencia de la floración. A) Fase
meristemática. B) Rama desarrollada. Un brote simpodial desarrolla una hoja (L1) y termina en
una flor (F2). Desde la yema axilar de L1, dos nuevas hojas L2 se desarrollan. La flor y las dos
hojas que se desarrollan en el mismo brote simpodial forman una unidad simpodial (F2 y L2).
Desarrollo y crecimiento de flor y fruto
La iniciación floral en chile morrón inicia aproximadamente cuando el tallo
principal alcanza la sexta hoja [14]. De acuerdo con Cruz-Huerta [15], se requieren
alrededor de 30 días desde la expansión de la 6a hoja hasta la antesis de la primera flor.
Aunque no hay información específica sobre la duración de los periodos de división y
elongación celular, Munting [16] sugirió que la división celular en chiles morrón y
esférico ocurre en su mayoría antes de la antesis, como ocurre en otros cultivos. En
chile, una polinización y fertilización adecuadas son requisitos para la producción de
frutos de calidad. La fertilización es requerida para el amarre y desarrollo de frutos, de
lo contrario la flor aborta y no hay formación de frutos [17-18]. Sin embargo, en
3
algunos casos se pueden desarrollar frutos partenocárpicos debido a factores genéticos
[19-21], ambientales, como temperaturas extremas [22], o debido a la aplicación de
reguladores de crecimiento a la flor [23]. Los frutos partenocárpicos se han logrado por
modificación genética para alterar el balance de auxinas y giberelinas como por la
aplicación externa de auxinas, por lo que ambas hormonas se han considerados
elementos clave para el desarrollo de frutos partenocárpicos [19].
El periodo de crecimiento de flor a fruto en chile morrón varía de acuerdo con el
cultivar y la temperatura desde unos 65 días después de antesis en los cultivares
„Mazurka‟ [24] y „Ariane‟ [15], hasta 75 días en „Domino‟ [25] y más de 100 días en
„California‟ [26]. La temperatura también afecta el periodo de crecimiento, esto es,
dentro de cierto rango, a mayor temperatura menor periodo de crecimiento de fruto [27].
El fruto sigue una curva de crecimiento sigmoidal simple, tanto en peso fresco
como en peso seco. Aunque el patrón difiere entre cultivares, en general el peso fresco
máximo (fruto para consumo en verde) se alcanza 3 semanas antes de lograr la madurez
fisiológica (fruto rojo/naranja/amarillo) [16,24-26,28].
El ovario, una vez polinizado, empieza a crecer rápidamente. La tasa relativa de
crecimiento máxima se encuentra en los primeros 3 a 11 días después de antesis [24,28-
29], mientras que la tasa absoluta de crecimiento máxima se alcanza entre la cuarta y
sexta semana después de antesis [24,29].
Aborto de flores
En chile morrón, el aborto de botones y flores es un problema serio, sobre todo en
los cultivares de frutos grandes. Los principales agentes causales son: alta temperatura
[27,30], baja intensidad de radiación [30-31], estrés hídrico [32], baja humedad relativa
[33], presencia de frutos en la fase de crecimiento rápido [34-35] y agentes bióticos
como plagas y enfermedades [36]. Dependiendo del momento en que ocurra el estrés, el
resultado puede ser un retraso en el inicio de amarre de frutos, la prolongación del
periodo de floración sin amarre de frutos, o un periodo corto del amarre de frutos e
incluso, puede existir una pérdida total del rendimiento [32].
Los factores relacionados con el aborto de botones florales y flores se pueden
agrupar en dos grupos. El primer grupo comprende los factores que impiden la
polinización, tales como temperaturas extremas [37-38] o baja humedad relativa [33]. El
segundo grupo comprende los factores que reducen la disponibilidad de asimilados. La
4
temperaturas altas [30], estrés hídrico [39], baja intensidad luminosa [31,40], algunas
plagas y enfermedades [36], y la presencia de frutos en desarrollo en la planta [34-35]
pueden reducir la tasa de fotosíntesis y/o la disponibilidad de fotoasimilados en la planta
o en los órganos reproductores. Aloni et al. [40] encontró que los cultivares susceptible
al aborto de botones florales mostraron menor capacidad para acumular azúcares y
almidón en sus órganos florales, comparados con los cultivares tolerantes. Además, al
disminuir la fuerza de la fuente en plantas de chile (sombreado, alta densidad de
plantación, poda de hojas), la tasa de aborto de yemas florales se incrementó
linealmente [35].
Temperaturas extremas en floración
Altas temperaturas
La causa más común de la caída de flores y botones es la alta temperatura del aire,
i.e., más de 21°C en la noche y más de 32°C en el día [41], similar a lo que ocurre en
tomate [19,22]. En general, la temperatura óptima para chile morrón varía de 22-26 en
el día y de 15-18°C en la noche [27,30,41-42].En condiciones de campo abierto, la
planta es más susceptible a la caída de botones y flores [32]. Las altas temperaturas son
más dañinas si se presentan en la noche en comparación con las que ocurren en el día
[39,41]. También, La abscisión de flores y botones es más drástica si la alta temperatura
se combina con otros elementos de estrés como baja humedad del suelo [Cochran, 1936
citado por 32] o baja intensidad luminosa [31], comparado con la presencia de altas
temperaturas únicamente.
Bajas temperaturas
El chile morrón se produce en diversas áreas con invierno severos bajo
invernadero (como en Holanda) o con inviernos con fríos ocasionales, como es el norte
de México y la zona central y sur de Florida. Cuando se presentan varios días con
noches frías, los frutos resultan aplanados y deformes, con baja o nula calidad para el
mercado [43-45].
Las deformaciones en la flor incluyen pétalos anormales y curveados que no
expanden completamente, estambres más cortos con bajo contenido de polen y baja
germinación del mismo, y ovarios agrandados con estilos más cortos comparados con
las flores desarrolladas en temperaturas óptimas [38,43,46-49]. Las temperaturas
5
nocturnas por debajo de 15°C disminuyen la cantidad y calidad de polen [38,47,49], de
tal manera que se reduce la cantidad de semillas por fruto [45,50] y la calidad del
mismo [45,50-51] aun cuando se polinizaron con polen viable desarrollado a
temperaturas nocturnas óptimas [38]. Los órganos femeninos también son afectados
[38]. Los ovarios afectados disminuyen la capacidad de desarrollo del fruto, aun si son
polinizados con polen viable. Se ha acuñado el término ovario “hinchado” para describir
el fenómeno de agrandamiento anormal del ovario cuando se desarrolla a bajas
temperaturas [43,52].
El fenómeno de ovario “hinchado” es general para chile morrón, e incluso para
otros tipos de chile, pero la máxima respuesta se obtiene en chile morrón [49,53]. La
respuesta a bajas temperaturas nocturnas en agrandamiento del ovario es gradual, y se
alcanza un máximo alrededor de 3-4 semanas después de iniciado el tratamiento [54]. El
aumento en volumen se debe a un aumento en el volumen de la pared del ovario y del
tejido placentario. En la pared del ovario (precursor al tejido comestible) hay un ligero
incremento tanto en numero y en tamaño de células.
Relaciones fuente –demanda
Las flores y los frutos en desarrollo justo después de la antesis representan una
demanda muy pequeña [55-56]. Sin embargo, los frutos en desarrollo rápidamente se
convierten en una demanda importante. En plantas jóvenes de chile morrón con un
botón floral, una flor y un fruto pequeño en desarrollo, la flor y botón representaron el
7% de la demanda, mientras que el fruto pequeño representó el 46%. En plantas sin
frutos, sin embargo flores y botones importaron 18% de los asimilados [56]. Los frutos
llegan a representar hasta el 90% de la acumulación de materia seca en la planta a corto
plazo (≈4 días) [29] y entre 30 y 65% de la biomasa acumulada a largo plazo [42,57-
58]. La presencia de frutos en la planta de chile también disminuye la tasa de
crecimiento de otros órganos [29], por ejemplo, la planta cesa temporalmente su
crecimiento vegetativo. Además, aunque el fruto en crecimiento activo es la principal
demanda en la planta, un cambio drástico en el suministro de asimilados, i.e., de
suministro limitado a suministro no limitado, requiere de unas 2-3 semanas para ajustar
su crecimiento y alcanzar el crecimiento de frutos que continuamente habían crecido en
condiciones de suministro no limitado [59].
6
El tamaño final del fruto depende de varios factores. Entre ellos están, además del
aspecto genético propio de cada variedad, la presencia y la posición de frutos en la
planta y la polinización. La presencia de frutos en desarrollo disminuye el tamaño de
los frutos subsecuentes, aparentemente al disminuir la longitud del fruto, y el grosor del
pericarpio, comparado con la ausencia de frutos [60]. Además, los primeros frutos, que
crecen y se desarrollan en la parte inferior de la planta usualmente son más grandes y el
tamaño disminuye conforme se desarrollan en niveles superiores [15,61]. Este efecto
parece estar relacionado con el número de células por fruto [62], ya que en tomate se ha
encontrado que los frutos proximales en un racimo son más grandes y tienen más
células que los frutos distales [62-63] cuando están bajo competencia. Sin embargo,
dichas diferencias desaparecen cuando la competencia por asimilados es baja [62].
Conclusiones
El chile morrón es particularmente susceptible a condiciones de estrés durante la
floración. La alta temperatura, especialmente si se combina con baja humedad relativa,
dificulta la polinización y fertilización de óvulos. Las temperaturas altas, el sombreado,
estrés hídrico, altas densidades de población, presencia de frutos en desarrollo y otros
factores de estrés aumentan la caída de flores y botones florales. Las bajas temperaturas,
por el contrario, causan malformaciones las estructuras florales que disminuyen el
crecimiento posterior del fruto y su calidad. Una vez que el fruto amarra, se convierte en
la principal demanda en la planta, pero es poco probable que se de una caída de frutos.
Literatura citada
1. Eshbaugh WH (Ed). 1993. Peppers: history and exploitation of a serendipitous new
crop discovery New York: Willey.
2. Surh YJ, Lee SS. 1995. Capsaicin, a double-edged-sword: toxicity, metabolism, and
chemopreventive potential. Life Sciences: 56:1845-1855.
3. Duarte C, Moldao-Martins M, Gouveia AF, Beirao da Costa S, Leitao AE, Bernardo-
Gil MG. 2004. Supercritical fluid extraction of red pepper (Capsicum frutescens
L.). Journal of Supercritical Fluids: 30:155-161.
4. Sun T, Xu Z, Wu CT, Janes M, Prinyawiwatkul W, No HK. 2007. Antioxidant
activities of different colored sweet bell peppers (Capsicum annuum L.). Journal
of Food Science: 72:S98-S102.
5. Mateos RM, Leon AM, Sandalio LM, Gomez M, del Rio LA, Palma JM. 2003.
Peroxisomes from pepper fruits (Capsicum annuum L.): purification,
characterisation and antioxidant activity. Journal of Plant Physiology: 160:1507-
1516.
7
6. Ishikawa K. 2003. Biosynthesis of capsaicinoids in Capsicum. In Capsicum:
Medicinal and aromatic plants - Industrial Profiles. Edited by De AK: Taylor &
Francis; 2003:87-95. vol 33.]
7. Stummel JR, Bosland PW. 2006. Ornamental pepper Capsicum annunm. In Flower
breeding and genetics: issues, challenges and opportunities for the 21st century.
Edited by Anderson NO: Springer; 2006:561-599.
8. Bosland PW. 1996. Capsicums: innovative uses of an ancient crop. In New Crops:
New Opportunities, New Technologies 1988; Arlington, VA,Edited by Janick J:
ASHS:479-487.
9. Bosland PW. 1999. Chiles: a gift from a fiery God. HortScience: 34:809-811.
10. USDA - Economic Research Service. 2008. Vegetables and melons: situation and
outlook yearbook. Edited by Lucier G, Dettmann RL: USDA (available online
http://www.ers.usda.gov/publications/vgs/2008/05May/VGS2008.pdf, last
accesed March 26, 2009); 2008.
11. SAGAR. 1995. Anuario Estadístico de la Producción Agrícola de los Estados
Unidos Mexicanos. México, D.F.: Centro de Estadıstica Agropecuaria. Tomo I. .
12. Child A. 1979. A review of branching patterns in the Solanaceae. In The Biology
and Taxonomy of the Solanaceae. Edited by Hawkes JG, Lester RN, Skelding
AD: Academic Press.; 1979:345-356.
13. Elitzur T, Nahum H, Borovsky Y, Pekker I, Eshed Y, Paran I. 2009. Co-ordinated
regulation of flowering time, plant architecture and growth by FASCICULATE:
the pepper orthologue of SELF PRUNING. Journal of Experimental Botany:
60:869-880.
14. Choi G-W, Gerber JM. 1992. Studies on flower primordium differentiation of bell
pepper (Capsicum annuum L.). HortScience: 27:644.
15. Cruz-Huerta N. 2001. Relaciones entre la fuente y la demanda en chile morrón
cultivado en altas densidades de población bajo hidroponia. In IREGEP. Edited
by. Montecillo, Mexico: Colegio de Postgraduados; 2001:168. [Ortiz-Cereceres
J (Series Editor), vol Master in Science.]
16. Munting AJ. 1974. Development of flower and fruit of Capsicum annuum L. Acta
Botanica Neerlandica: 23:415-432.
17. Testa G, Caccia R, Tilesi F, Soressi GP, Mazzucato A. 2002. Sequencing and
characterization of tomato genes putatively involved in fruit set and early
development. Sexual Plant Reproduction: 14:269-277.
18. Gillaspy G, Bendavid H, Gruissem W. 1993. Fruits - a developmental perspective.
Plant Cell: 5:1439-1451.
19. Gorguet B, van Heusden AW, Lindhout P. 2005. Parthenocarpic fruit development
in tomato. Plant Biology: 7:131-139.
20. Fos M, Nuez F. 1996. Molecular expression of genes involved in parthenocarpic
fruit set in tomato. 98:165-171.
21. Fos M, Nuez F, Garcia-Martinez JL. 2000. The gene pat-2, which induces natural
parthenocarpy, alters the gibberellin content in unpollinated tomato ovaries.
Plant Physiology: 122:471-479.
22. Sato S, Peet MM, Gardner RG. 2001. Formation of parthenocarpic fruit,
undeveloped flowers and aborted flowers in tomato under moderately elevated
temperatures. Scientia Horticulturae: 90:243-254.
23. Heuvelink E, Korner O. 2001. Parthenocarpic fruit growth reduces yield fluctuation
and blossom-end rot in sweet pepper. Annals of Botany: 88:69-74.
24. Marcelis LFM, Baan-Hofman-Eijer LR. 1995. Growth analysis of sweet pepper
fruits (Capsicum annuum L.). Acta Horticulturae: 412:470-478.
8
25. Tadesse T, Hewett EW, Nichols MA, Fisher KJ. 2002. Changes in physicochemical
attributes of sweet pepper cv. Domino during fruit growth and development.
Scientia Horticulturae: 93:91-103.
26. Pretel MT, Serrano M, Amoros A, Riquelme F, Romojaro F. 1995. Noninvolvement
of ACC and ACC oxidase activity in pepper fruit ripening. Postharvest Biology
and Technology: 5:295-302.
27. Bakker JC. 1989. The effects of temperature on flowering, fruit set and fruit
development of glasshouse sweet pepper (Capsicum annuum L). Journal of
Horticultural Science: 64:313-320.
28. Nielsen TH, Skjaerbaek HC, Karlsen P. 1991. Carbohydrate metabolism during fruit
development in sweet pepper (Capsicum annuum) plants. Physiologia
Plantarum: 82:311-319.
29. Hall AJ. 1977. Assimilate source-sink relationships in Capsicum annuum L. 1.
Dynamics of growth in fruiting and deflorated plants. Australian Journal of Plant
Physiology: 4:623-636.
30. Turner AD, Wien HC. 1994. Dry-matter assimilation and partitioning in pepper
cultivars differing in susceptibility to stress-induced bud and flower abscission.
Annals of Botany: 73:617-622.
31. Turner AD, Wien HC. 1994. Photosynthesis, dark respiration and bud sugar
concentrations in pepper cultivars differing in susceptibility to stress-induced
bud abscission. Annals of Botany: 73:623-628.
32. Wien HC. 1997. Peppers. In The physiology of vegetable crops. Edited by Wien
HC: CABI Publising; 1997:259-293.
33. Bakker JC. 1989. The effects of air humidity on flowering, fruit-set, seed set and
fruit growth of glasshouse sweet pepper (Capsicum annuum L). Scientia
Horticulturae: 40:1-8.
34. Marcelis LFM, Baan-Hofman-Eijer LR. 1997. Effects of seed number on
competition and dominance among fruits in Capsicum annuum L. Annals of
Botany: 79:687-693.
35. Marcelis LFM, Heuvelink E, Hofman-Eijer LRB, Den Bakker J, Xue LB. 2004.
Flower and fruit abortion in sweet pepper in relation to source and sink strength.
Journal of Experimental Botany: 55:2261-2268.
36. Johnstone M, Chatterton S, Sutton JC, Grodzinski B. 2005. Net carbon gain and
growth of bell peppers, Capsicum annuum 'Cubico', following root infection by
Pythium aphanidermatum. Phytopathology: 95:354-361.
37. Aloni B, Peet M, Pharr M, Karni L. 2001. The effect of high temperature and high
atmospheric CO2 on carbohydrate changes in bell pepper (Capsicum annuum)
pollen in relation to its germination. Physiologia Plantarum: 112:505-512.
38. Pressman E, Moshkovitch H, Rosenfeld K, Shaked R, Gamliel B, Aloni B. 1998.
Influence of low night temperatures on sweet pepper flower quality and the
effect of repeated pollinations, with viable pollen, on fruit setting. Journal of
Horticultural Science & Biotechnology: 73:131-136.
39. Aloni B, Daie J, Karni L. 1991. Water relations, photosynthesis and assimilate
partitioning in leaves of pepper (Capsicum annuum) transplants: effect of water-
stress after transplanting. Journal of Horticultural Science: 66:75-80.
40. Aloni B, Karni L, Zaidman Z, Schaffer AA. 1996. Changes of carbohydrates in
pepper (Capsicum annuum L) flowers in relation to their abscission under
different shading regimes. Annals of Botany: 78:163-168.
41. Rylski I, Spigelman M. 1982. Effects of different diurnal temperature combinations
on fruit-set of sweet pepper. Scientia Horticulturae: 17:101-106.
9
42. Bhatt RM, Srinivasa-Rao NK. 1993. Response of bell pepper (Capsicum annuum L)
photosynthesis, growth, and flower and fruit setting to night temperature.
Photosynthetica: 28:127-132.
43. Aloni B, Pressman E, Karni L. 1999. The effect of fruit load, defoliation and night
temperature on the morphology of pepper flowers and on fruit shape. Annals of
Botany: 83:529-534.
44. Ali AM, Kelly WC. 1993. Effect of preanthesis temperature on the size and shape of
sweet-pepper (Capsicum annuum L) fruit. Scientia Horticulturae: 54:97-105.
45. Rylski I. 1973. Effect of night temperature on shape and size of sweet pepper
(Capsicum annuum L). Journal of the American Society for Horticultural
Science: 98:149-152.
46. Polowick PL, Sawhney VK. 1985. Temperature effects on male-fertility and flower
and fruit-fevelopment in Capsicum annuum L. Scientia Horticulturae: 25:117-
127.
47. Mercado JA, Trigo MM, Reid MS, Valpuesta V, Quesada MA. 1997. Effects of low
temperature on pepper pollen morphology and fertility: Evidence of cold
induced exine alterations. Journal of Horticultural Science: 72:317-326.
48. Rylski I. 1985. Capsicum. In CRC Handbook of flowering Vol II. Edited by Halevy
AH: CRC Press, Inc.; 1985:140-146.
49. Shaked R, Rosenfeld K, Pressman E. 2004. The effect of low night temperatures on
carbohydrates metabolism in developing pollen grains of pepper in relation to
their number and functioning. Scientia Horticulturae: 102:29-36.
50. Kato K. 1989. Flowering and fertility of forced green peppers at lower temperatures.
Journal of the Japanese Society for Horticultural Science: 58:113-121.
51. Pressman E, Shaked R, Firon N. 2006. Exposing pepper plants to high day
temperatures prevents the adverse low night temperature symptoms. Physiologia
Plantarum: 126:618-626.
52. Pressman E, Tomer E, Cohen M, Rosenfeld K, Shaked R, Moshkovitz H, Aloni B.
1998. Histological examination of low temperatures or TIBA-induced swelling
of pepper ovaries. Plant Growth Regulation: 25:171-175.
53. Cruz-Huerta N, Darnell RL, Williamson JG. 2007. Relationship between low night
temperature-induced ovary deformation and source supply in sweet pepper.
Hortscience: 42:920-920.
54. Cruz-Huerta N. 2010. Temperature effects on ovary swelling in sweet pepper:
Physiology and anatomy. In Horticultural Sciences Department. Edited by.
Gainesville: University of Florida; 2010:114 p. [Darnell R (Series Editor), vol
PhD.]
55. Archbold DD, Dennis FG, Jr., Flore JA. 1982. Accumulation of 14
C-labelled
material from foliar-applied 14
C sucrose by tomato ovaries during fruit set and
initial development. Journal of the American Society for Horticultural Science:
107:19-23.
56. Aloni B, Pashkar T, Karni L. 1991. Partitioning of (14
C) sucrose and acid invertase
activity in reproductive organs of pepper plants in relation to their abscission
under heat-stress. Annals of Botany: 67:371-377.
57. Nielsen TH, Veierskov B. 1988. Distribution of dry matter in sweet pepper plants
(Capsicum annuum L) during the juvenile and generative growth phases.
Scientia Horticulturae: 35:179-187.
58. Cruz-Huerta N, Ortiz-Cereceres J, Sanchez-Del-Castillo F, Mendoza-Castillo MC.
2005. Biomasa e indices fisiológicos en chile morrón cultivado en altas
densidades. Revista Fitotecnia Mexicana: 28:287-293.
10
59. Koning ANM, Marcelis LFM. 1998. Potential fruit growth of tomato after limiting
assimilate supply. Acta Horticulturae: 456:53-59.
60. Ali AM, Kelly WC. 1992. The effects of interfruit competition on the size of sweet-
pepper (Capsicum annuum L) fruits. Scientia Horticulturae: 52:69-76.
61. Khah EM, Passam HC. 1992. Flowering, fruit-set and development of the fruit and
seed of sweet-pepper (Capsicum annuum L) cultivated under conditions of high
ambient-temperature. Journal of Horticultural Science: 67:251-258.
62. Bertin N, Gautier H, Roche C. 2002. Number of cells in tomato fruit depending on
fruit position and source-sink balance during plant development. Plant Growth
Regulation: 36:105-112.
63. Bangerth F, Ho LC. 1984. Fruit position and fruit set sequence in a truss as factors
determining final size of tomato fruits. Annals of Botany: 53:315-319.
MAÍCES CON PIGMENTO TIPO ANTOCIANO: USOS ACTUALES Y
POTENCIALES
Yolanda Salinas Moreno
Investigadora del Laboratorio de Maíz. Campo Valle de México. Instituto Nacional de Investigaciones
Forestales y Agropecuarias (INIFAP)
e-mail: [email protected]
Introducción
México es considerado como uno de los principales centros de origen del maíz (Zea mays L.) por lo
que posee una diversidad genética elevada de esta especie. Dentro de esta diversidad se encuentran
los maíces de grano pigmentado con colores que van del negro hasta el rojo. El color se debe a la
presencia de las antocianinas, que son flavonoides caracterizados por sus brillantes colores y sus
propiedades nutraceúticas entre las que destacan su capacidad antioxidante, anti-inflamatoria y
antimutagénica. Los maíces con pigmentos antociano son cultivados por pequeños productores,
quienes los consumen en productos tales como tortillas, tamales, pinole, atoles, tlacoyos, etc., o bien
comercializan sus excedentes en mercados regionales en donde quienes los compran los destinan
para elaborar básicamente los mismos productos. Sin embargo, el conocimiento actual sobre los
beneficios que trae a la salud humana el consumo cotidiano de flavonoides, entre estos las
antocianinas, anima a incorporarlos en otros alimentos como parte de los ingredientes que los
componen. El objetivo del presente documento es presentar los resultados de la investigación sobre
maíces con pigmento antociano (antocianinas) realizado en los últimos 8 años en el Laboratorio de
maíz del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias (INIFAP). La
información abarca datos sobre el contenido y tipo de antocianinas entre los colores de grano con
pigmento antociano más comunes en México, su uso más adecuado en función de la ubicación del
pigmento, la elaboración de productos nixtamalizados (tortillas) y la actividad antioxidante de estas
comparándola con la de tortillas de maíz blanco, su aprovechamiento en la extracción de pigmentos
y la aplicación de éstos en alimentos de acidez intermedia como el yogurt.
Metodología
Se presentan los resultados obtenidos de diversos trabajos realizados en el laboratorio de maíz del
INIFAP.
Resultados y Discusión
Los maíces pigmentados están presentes en muchas de las razas mexicanas de maíz y se hallan
íntimamente ligados a un gran número de grupos étnicos, para quienes representan una importante
fuente de diversidad de alimentos. Según Kuleshov (1930), citado por Wellhausen et al., [1]
“podemos estar seguros de que en ninguna parte del mundo se encuentra una variedad de colores
como en México”. La diversidad de colores comprende desde el azul intenso, morado, diferentes
tonalidades de rojo y guinda. Los estados de Puebla, Guerrero, Oaxaca, Estado de México y Chiapas
son de los que se tiene un mayor número de colectas de maíces pigmentados en los bancos de
germoplasma de INIFAP-CIMMYT [2].
Los contenidos de antocianinas más altos se presentas en los maíces de grano guinda o púrpura,
con valores entre 540 a 1151 mg/kg de muestra seca [3, 4].
Entre los maíces de grano azul y morado existe una amplia variación en el contenido de
antocianinas en el grano [5].
En las muestras analizadas por Espinosa [6] provenientes de distintas razas se observó un rango de
31.6 a 192.0 mg de antocianina (ACN)/kg g de muestra de harina seca de grano desgerminado. Las
razas con menor contenido fueron: Bofo-Gordo, Dzitbacal y Olotillo; las de mayor Elotes
Chalqueños, Azul x Cristalino de Chihuahua y Bolita. La síntesis de antocianinas se favorece bajo
condiciones de altas luminosidades y bajas temperaturas durante el periodo de llenado de grano, por
tanto las razas adaptadas a estas condiciones son las que presenten mayor contenido.
En los maíces de grano rojo el rango de variación entre muestras de diferentes razas fue de 4.8 a
141.7 mg de ACN/kg de muestra de harina [6].
El perfil de antocianinas en los maíces con pigmento antociano muestra tanto antocianinas no
aciladas como aciladas. Cuando se analizan mediante Cromatografía de Líquidos de Alta
Resolución (HPLC, por sus siglas en inglés) en fase reversa, las no aciladas presentan tiempos de
retención menores que las aciladas. En los maíces de grano guinda se pueden apreciar 11 picos que
corresponden a diferentes antocianinas (Figura 1c). La mayoría de ellas son derivados de cianidina,
pero también hay de pelargonidina y una pequeña fracción de peonidina (Figura 1d).
De acuerdo con Espinosa [6] los porcentajes relativos de estas antocianidinas varían según la raza
de maíz que se trate, pero en general son: 90 % cianidina, 6-8 % pelargonidina y alrededor de 2 %
de peonidina. Si el grano es morado, estos porcentajes cambian, reduciéndose la proporción de
cianidina e incrementándose las de pelargonidina y peonidina [7].
El perfil de antocianinas en los maíces de grano azul está determinado por el tono de color del
mismo y no se ve influenciado por la raza a la cual pertenece [5]. El ambiente de producción puede
modificar la proporción en la que se presentan las diferentes antocianinas [2].
Entre las antocianinas no aciladas del grano de maíz azul destacan cianidina-3-glucósido,
pelargonidina-3-glucósido y peonidina-3-glucósido; las aciladas son los derivados mono y
diacilados de estas antocianidinas (Figura 2).
Figura 1. Aspecto del grano de maíz guinda de la raza Peruano (a), perfil de antocianinas (b) y
antocianidinas (c). Antocianinas: cianidina-3-glucósido (1), no identificado (3); pelargonidina-3-
glucósido (4); peonidina-3-glucósido (5); cianidina-3 (6”-malonilglucósido (6); pelargonidina-3
(6”-malonilglucósido) (7); peonidina-3-(6”-malonilglucósido) (8); cianidina-3 (3”-6”-
dimalonilglucósido) (9); no identificado (10); no identificado (11). Antocianidinas: cianidina (1);
pelargonidina (2); peonidina (3).
En los maíces de grano rojo se presentan diferentes tonalidades. Las más comunes son las que se
ilustran en la Figura 3 a y b. El perfil cromatográfico de sus antocianinas revela que la
pelargonidina 3-glucósido es el monoglucósido predominante, aunque también se tienen pequeñas
cantidades de cianidina 3-glucósido y peonidina 3-glucósido; entre las antocianinas aciladas
destacan los derivados mono y dimalonil de perlargonidina (Figura 3c). Un porcentaje muy
elevado de las antocianinas presentes en los maíces de grano rojo derivan de pelargonidina (Figura
3d).
a
b
)
c
Figura 2. Aspecto del grano de muestras de la raza Bolita (a) y Cónico (b), y perfil cromatográfico
de las antocianinas (c) y antocianidinas (d) presentes en el grano de maíz azul de la raza Cónico.
Antocianinas: cianidina-3-glucósido (1); no identificado (2); pelargonidina 3-glucósidono (3) no
identificado (4); peonidina-3-glucósido (5); cianidina-3 (6”-malonilglucósido) (6); pelargonidina-3
(6”-malonilglucósido) (7); cianidina 3- (3”,6”-dimalonilglucósido) (8); no identificado (9); no
identificado (10); no identificado (11). Antocianidinas: cianidina (1); pelargonidina (2); peonidina
(3).
Figura 3. Aspecto del grano de muestras de la raza Bolita (a) y Cónico (b), y perfil cromatográfico
de las antocianinas (c) y antocianidinas (d) presentes en el grano de maíz rojo de la raza Cónico.
Antocianinas: cianidina-3-glucósido (1); pelargonidina-3-glucósido (4); peonidina-3-glucósido
(5);cianidina-3 (6”-malonilglucósido (6); no identificado; pelargonidina-3 (6”-malonilglucósido)(8);
no identificado; pelargonidin 5, sinapoil glucósido (11); pelargonidin 3 (3” 6” dimalonilglucósido)
(12). Antocianidinas: cianidina (1); pelargonidina (2).
b d
b
)
c
)
d
)
a
a c
Usos de los maíces pigmentados
Tradicionales
Elaboración de productos nixtamalizados
Los maíces de grano azul, con pigmento exclusivamente en la capa de aleurona son adecuados para
el proceso de nixtamalización. De hecho la elaboración artesanal de tortillas azules se realiza a
partir de estos maíces. Si el grano posee pigmento también en el pericarpio, durante la
nixtamalización los pigmentos al contacto con el álcali son degradados, y adquieren un color pardo
desagradable. Si parte del pericarpio permanece adherido al grano después del lavado del nixtamal,
al molerlo se obtiene una masa de color café, poco agradable.
Las condiciones de pH alcalino y elevada temperatura bajo las cuales se realiza el proceso de
nixtamalización provoca la destrucción de la molécula de antocianinas. La magnitud de la
degradación de estos compuestos, depende de la duración del tiempo de nixtamalización y de la
ubicación del pigmento en el grano. Bajo condiciones iguales de nixtamalización (mismo tiempo
de cocimiento y cantidad de álcali), los maíces de grano rojo con pigmento en el pericarpio pierden
entre 73 y 100 % del contenido en grano crudo; los maíces de grano azul y rojo, con pigmento en la
capa de aleurona, presentan un porcentaje de pérdidas que varía entre 19.5 y 50.2 % [8].
El efecto de la nixtamalización sobre el patrón de antocianinas en las muestras de maíz azul se
muestra reduciendo las proporciones relativas de algunas de éstas, particularmente los derivados
acilados de cianidina e incrementando los de cianidina 3-glucósido. Este incremento se debe a la
pérdida del radical malonil de las antocianinas aciladas, cuyo enlace éster entre el azúcar y dicho
radical es inestable a condiciones alcalinas [8].
Los maíces de grano rojo, también pueden ser empleados para elaborar productos nixtamalizados,
pero al igual que en el caso de los azules, deben ser maíces con pigmento exclusivamente en la capa
de aleurona. Sin embargo, la coloración rosada agradable de sus tortillas no es muy estable.
Las tortillas elaboradas con maíces pigmentados (rojos y azules) poseen mayor valor nutracéutico
que las de maíz blanco. Esto dado principalmente por el aporte extra de antioxidantes que hacen las
antocianinas. La actividad antioxidante de las tortillas de maíz rojo y azul es igual y
considerablemente mayor que la de maíz blanco preparada a partir del H-40 (Figura 4).
El estilo de vida actual, caracterizado por elevados niveles de estrés y la presencia de contaminantes
en el ambiente (radicales libres, entre otros), requiere que se incremente la ingesta de antioxidantes
en la dieta para prevenir el desarrollo de enfermedades crónico-degenerativas. Entre los
antioxidantes más importantes se consideran a algunas vitaminas (A, E y C), carotenoides y
compuestos fenólicos. La fuente de estos son frutas, verduras y cereales integrales. El consumir
una tortilla de maíz azul significa 50 % más antioxidantes que una de maíz blanco [9].
Figura 4. Actividad antioxidante promedio en extractos de harina de tortilla de maíces
pigmentados y de maíz blanco (H-40).
No tradicionales
Extracción de pigmentos
Los maíces factibles de ser usados para la extracción de pigmentos deben reunir algunas
características particulares tales como: a) presentar una elevada concentración de antocianinas, b)
tener el pigmento predominantemente en el pericarpio, c) ser de endospermo intermedio a duro, y c)
presentar un perfil de antocianinas con una proporción elevada de antocianinas aciladas [10].
La elevada concentración de antocianinas es requisito indispensable para que la extracción sea
económicamente viable. Debe tenerse en cuenta que la obtención del pigmento debe ser un
subproducto más en el aprovechamiento del grano, es por tanto menester que este sea
suficientemente duro para que soporte una abrasión mecánica para eliminarle el pericarpio y la capa
de aleurona, estructuras en las que comúnmente se localizan las antocianinas. El endospermo y
germen pueden ser aprovechados en la elaboración de harinas o en alimentación animal. Al
someter a la acción abrasiva del perlado de una muestra de maíz guinda de la raza Arrocillo, se
obtienen las fracciones que se ilustran en la Figura 5.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150
% D
PP
H
TIEMPO
Rojos Azules
Figura 5. Aspecto del grano integral (a), perlado (b) y la fracción pericarpio-capa de aleurona (c).
El rendimiento de la fracción pericarpio-capa de aleurona (PCA) se ve influenciado por la dureza,
tamaño y forma del grano. Los granos de forma ovoide permiten mayores rendimientos que los de
forma plana. Dentro de los ovoides, los de endospermo suave rinden un porcentaje mayor de la
fracción PCA que los de endospermo suave [10].
La fracción PCA se puede comercializar en alguna industria que se dedique a la extracción de
pigmentos. En el país es posible que las industrias relacionadas con la extracción de carotenoides a
partir de flor de Cempazuchitl pudieran involucrarse.
Es importante conocer el perfil de antocianinas del grano para valorar el posible uso de los
pigmentos en alimentos. Las antocianinas no aciladas son más susceptibles a cambios de pH que
las antocianinas aciladas, por lo que al conocer el perfil se puede decidir en qué tipo de alimentos
funcionarán mejor los extractos de antocianinas. El comportamiento de la mezcla de antocianinas
es determinado por las que se hallan en mayor proporción. Salinas et al. [4], realizaron una
evaluación de los máximos de absorción a diferentes pH de los extractos de antocianina de cuatro
maíces de grano guinda. La prueba se realizó en soluciones buffer a diferentes pH, y empleando en
todos los casos una misma concentración de antocianinas [11]. Los valores de max de los extractos
a los diferentes pH fueron estadísticamente iguales, excepto a pH 5, punto en el que el del maíz
Cónico mostró un comportamiento diferente (Figura 6).
Estos resultados coinciden con lo reportado por Cabrita et al. [11], quienes evaluaron el color y la
estabilidad en soluciones acuosas de las seis antocianinas monoglucósidas conocidas, encontrando
que no se presentaban grandes cambios en los máximos de absorción en la región de pH de 1.0 a
6.0. En los extractos de maíces guindas, a partir de pH 6.0 y hasta 7.6 los máximos de absorbancia
ocurren a mayores longitudes de onda y posteriormente vuelven a descender.
a) b) c)
Figura 6. Valores de absorción máxima a diferentes pH en extractos de antocianinas obtenidos de
cuatro muestras de maíz guinda.
Los extractos de antocianinas de los maíces guindas antes señalados fueron empleados en la tinción
de yogur natural para lograr una tonalidad similar a la que presentan los yogures de frambuesa. Se
monitoreó la estabilidad del color en términos de su valor de hue° (tono o matiz). Se observaron
diferencias en la tonalidad que se obtuvo con cada extracto. Los yogures teñidos con los pigmentos
de los maíces Cónico y Purepecha fueron de un rojo menos intenso que los teñidos con los de
Arrocillo y Peruano (Figura 7).
Figura 7. Valores de tono de color (hue°) observados en yogures teñidos con los diferentes
extractos de pigmentos de maíz.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0 5 10 15 20 25
"h
ue"
Días de almacenamiento del yogur
Arrocillo
Cónico
Peruano
Purepecha
Blanco
Las antocianinas poseen una elevada actividad antioxidante [12,13] por lo que su adición en
alimentos puede contribuir, no sólo a evitar la oxidación del alimento, sino aportar una cantidad
adicional de antioxidantes a quienes consuman dicho alimento. Esto es, las antocianinas en el
alimento son mucho más que color.
Conclusiones
El color del grano está relacionado con la ubicación del pigmento y el contenido de antocianinas.
La mayor concentración se presenta en los de color guinda y la menor en los rojo anaranjado.
En los maíces azules, morados y guindas las antocianinas derivan principalmente de cianidina,
mientras que en los rojos, de pelargonidina.
La ubicación del pigmento determina los usos posibles del grano. Los maíces azules, morados o
negros, con pigmento exclusivamente en la capa de aleurona, son adecuados para productos que
requieren el proceso de nixtamalización, en tanto que los de grano guinda, con pigmento en el
pericarpio, lo son para la extracción de pigmentos.
Los maíces con pigmentos tipo antociano son parte de la riqueza genética del país, que es necesario
aprovechar de forma innovadora para generar beneficios económicos a quienes contribuyen a su
conservación.
Referencias
[1] WELLHAUSEN E.J.; ROBERTS, L.M.; HERNÁNDEZ, X E. In colaboration with P.C.
Mangelsdorf. 1951. Razas de maíz en México. Su origen, características y distribución. Folleto
Técnico, No. 5. Oficina de Estudios Especiales, Secretaría de Agricultura y Ganadería. México.
237 p
[2] SALINAS M.,Y. 2000. Antocianinas en el grano de maíces criollos mexicanos. Tesis doctoral
Instituto de Recursos Genéticos y Productividad. Esp. En Fisiología Vegetal. Colegio de
Posgraduados. México. 92p.
[3] SALAS S. G. 2003. Caracterización de extractos de antocianinas obtenidas del grano de maíz
(Zea mays L). Tesis de Licenciatura. Depto. de Ingeniería Agroindustrial. UACh. 50p.
[4] SALINAS M. Y.; SALAS, S. G.; RUBIO, H.D.; RAMOS, L. N. 2005a. Characterization of
anthocyanins extracts from maize kernels. J. Of Chrom. Sci. 43(9):483-487.
[5] SALINAS M.Y.; SOTO, H. M.; MARTÍNEZ, B. F.; GONZÁLEZ, H. V.; ORTEGA, P. R.
1999. Análisis de antocianinas en maíces de grano azul y rojo provenientes de cuatro razas. Revista
Fitotecnia Mexicana, Vol.22:161-174. México.
[6] ESPINOSA G.B.M. 2003. Antocianinas en maíces de grano pigmentado (Zea mays L) y
medición de su actividad antioxidante. Tesis de Licenciatura. Depto. de Ingeniería Agroindustrial.
UACh. 69p.
[7] ESCRIBANO, B. M.T.; SANTOS, B. C.; RIVAS, G. J.C. 2004. Anthocyanins in cereals.
Journal of Chromatography A 1054: 129-141.
[8] SALINAS, M. Y.; MARTÍNEZ, B. F.; SOTO, H.M.; ORTEGA, P.R.; ARELLANO, V. J.L.
2003. Efecto de la nixtamalización sobre las antocianinas del grano de maíces pigmentados.
Agrociencia 37:617-628.
[9] ROBLES, R.R.R. 2004. Actividad antioxidante de masa y tortilla de maíces pigmentados.
Tesis de Licenciatura. Depto. de Ingeniería Agroindustrial. UACh. 54p.
[10] SALINAS, M.Y.; RUBIO, H. D.; DÍAZ, V. A. 2005. Extracción y uso de pigmentos del
grano de maíz (Zea mays L) como colorantes en yogur. Arch. Lat. de Nutric. 55(3):293-298.
[11] CABRITA L.; FOSSEN T.; ANDERSEN O.M. 2000. Colour and stability of the six common
anthocyanidin 3-glucosides in aqueous solutions. Food Chemistry 68:101-107.
[12] WANG H.; MURALEEDHARAN, G. N.; STRASBURG G.M.; CHANG, C.Y.; BOOREN,
M. A.; GRAY, I.J.; De WITTS, L.D. 1999. Antioxidant and antiinflammatory activities of
anthocyanins and their aglycon, cyanidin, from tart cherries. J. Nat. Prod. 62:294-296.
[13] YASUKO N.; KANEYUKI, T.; MORI, A.; PARCKER, L. 2002. Antioxidant activities of
pomegranate fruit extract and its anthocyanidins: Delphinidin, Cyanidin, and Pelargonidin. J. Agric.
Food Che. 50:166-171.
LOGROS Y PROPÓSITOS DEL POSTGRADO EN FISIOLOGÍA
VEGETAL
Dr. Nicacio Cruz Huerta1, M.C. Pablo Juárez Hernández
1,2, Dr. José Alfredo Carrillo
Salazar1*
, Dr. Víctor A. González Hernández1
1Profesores investigadores del Posgrado en Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal, Colegio de
Postgraduados. Montecillo km. 36.5 Carr. México-Texcoco, Edo. de México C.P. 56230, Tel. 01 (595) 952-0200
Ext. 1533. 2Estudiante del Posgrado en Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal, Colegio de
Postgraduados
*Autor responsable ([email protected])
HISTORIA DE LA FISIOLOGÍA VEGETAL EN MÉXICO
En México los cursos con temática de fisiología vegetal iniciaron en 1793 por Vicente Cervantes y al
final del siglo XVIII aparecieron en México las primeras revistas con informes científicos. Como dato
curioso, el político mexicano Melchor Ocampo publicó sus experiencias con una planta originaria de
la India en 1843, y podría considerarse como el iniciador de la fisiología vegetal experimental en
México [1]. A principios del siglo XX iniciaron los cursos de Fisiología Vegetal en la Escuela
Nacional de Agricultura (ENA) ahora Universidad Autónoma Chapingo, y las investigaciones en
instituciones como El Instituto Politécnico Nacional, la Universidad Autónoma de México, El Colegio
de Postgraduados, CIMMYT, INIFAP, y otras universidades e instituciones [1]. Algunos
investigadores pioneros en la fisiología de cultivos en México son el Dr. Josué Kohashi Shibata
(Fisiología de cultivos y competencia en sistemas agrícolas), Dr. Francisco Baldovinos de la Peña
(Nutrición y fitohormonas en agricultura), Dr. Salvador Alcalde Blanco (Nutrición vegetal), Dr.
Joaquín Ortiz Cereceres (Fisiotecnia vegetal), Dr. M. Takeuchi (Cultivo de tejidos vegetales), Dr.
Alfonso Larqué Saavedra (el papel del agua en las plantas) y la Dra. Ma. Luisa Ortega Delgado
(Bioquímica vegetal).
POSTGRADO EN FISIOLOGÍA VEGETAL EN EL COLEGIO DE POSTGRADUADOS
En 1989, el grupo de fisiólogos vegetales del Colegio de Postgraduados, formado por 35 académicos
que en ese entonces impartían cursos y realizaban investigación en las diferentes áreas de la Fisiología
Vegetal, crearon el Programa Interdisciplinario de Maestría y Doctorado en Fisiología Vegetal, con el
propósito de formar recursos humanos de alto nivel y generar conocimiento a través de la
investigación en esta importante disciplina. Como mucho de los programas académicos del Colegio de
Postgraduados, en FIV la formación también es de tipo tutorial de modo que a cada alumno se le
diseña un programa individual de cursos e investigación que es supervisada por un consejo particular
de tres a cinco profesores.
Fue en el semestre de primavera de 1990 que el Programa de Fisiología Vegetal inició actividades con
10 estudiantes de maestría y 6 de doctorado, por lo que en el actual año 2010 este posgrado sin
precedente y único en México, cumple 20 años de existencia. El plan docente se diseñó para que el
estudiante adquiriera conocimiento desde el nivel molecular hasta el nivel de comunidades de plantas,
pasando por células, tejidos, órganos y organismos completos, y en el proceso también aprendiera a
utilizar o crear las técnicas apropiadas de estudio. Este amplio panorama obligó a ofrecer
conocimiento sobre: los procesos fisiológicos vegetales, los factores ambientales que los afectan y las
respectivas interacciones entre la planta y el ambiente, así como el uso de equipo e instrumental y las
metodologías. Por ello los cursos básicos de este programa han sido y deben seguir siendo: Anatomía
vegetal, Fisiología vegetal, Biofísica, y Bioquímica, así como una serie de cursos avanzados sobre
esos tópicos, todo ello complementado con al menos un curso de Diseños experimentales y con
Seminarios para la adquisición de aptitudes en la escritura de documentos científicos y presentaciones
orales. Los estudiantes disponen así de 21 cursos en diversos temas fisiológicos para conformar su
formación de postgrado.
Las disciplinas prioritarias que existen en Fisiología Vegetal son: Productividad, Biotecnología y
Tecnología Postcosecha, que a su vez incluyen un amplio grupo de temas específicos como: respuestas
de la planta a condiciones de estrés hídrico (Dres. Carlos Trejo, Abel Muñoz Orozco, Cándido López
Castañeda), fisiología de estomas (Dra. Lucero del Mar Ruiz Posadas), fisiotecnia, fotosíntesis y
relaciones fuente demanda (Dres. Víctor A. González Hernández, Ma. del Carmen Mendoza Castillo,
Leopoldo Mendoza Onofre, Nicacio Cruz Huerta y Guillermo Calderón Zavala), micrometeorología
de cultivos (Dr. Manuel Livera Muñoz), biofísica del estrés (Dra. Cecilia Peña Baldivia), fitoquímica
(Dr. Marcos Soto Hernández), fisiología de la interacción planta-patógeno (Dra. Emma Zavaleta
Mejía), fisiología de la productividad en hidroponía (Dres. Manuel Sandoval Villa y Prometeo
Sánchez García), nutrición vegetal (Dr. Gabriel Alcántar González), modelación y calidad de la
producción (Dr. J. Alfredo Carrillo Salazar), fisiología de tuberíferas (Dr. Óscar J. Ayala Garay),
cultivo de tejidos y transformación genética (Dres. Ma. Cristina López Peralta, Guillermo Carrillo
Castañeda y Alejandrina Robledo Paz), fisiología de frutales (Dr. Enrique Becerril Román), fisiología
de postcosecha (Dres. Crescenciano Saucedo Veloz, Ma. de Lourdes Arévalo Galarza, Ma. Teresa
Colinas León), simbiosis microbiana en la fisiología y nutrición vegetal (Dr. Ronald Ferrera Cerrato),
entre otros.
A partir del 2005 con la reestructuración del Colegio de Postgraduados cambió la política educativa
institucional, y se hizo énfasis en la responsabilidad del Consejo Particular en el establecimiento el
plan de estudios [2], que incluye la selección libre de cursos. En consecuencia, a menudo los
estudiantes no cursan las materias básicas de la fisiología vegetal, por lo que se están graduando
fisiólogos que no son fisiólogos, y ello obliga a revalorar el perfil pertinente del estudiante.
Entre los retos actuales para este postgrado, están el enfoque molecular de la fisiología vegetal [3] y la
proteómica, que aún no tenemos desarrollados aquí. Eso plantea el siguiente dilema: ¿Requiere
nuestro postgrado evolucionar conforme estas corrientes modernas, o mantener el enfoque tradicional
que a final de cuentas es la base de los enfoques modernos? Este dilema y otros más podrían ser
atendidos en foros de discusión y debate destinados a proponer y analizar los resultados de las
investigaciones científicas en esta área. En esto ayudaría mucho la realización de congresos nacionales
en Fisiología vegetal y la creación de la Sociedad Mexicana de Fisiología Vegetal. Esta inquietud no
es nueva, ya que desde 1990 se hizo una propuesta de crear esta sociedad. Además, la organización de
ese tipo de congresos abriría un espacio de difusión de los resultados científicos en esta área, y podría
dar lugar a la generación de boletines, revistas científicas o libros de fisiología con las ya abundantes
experiencias mexicanas.
ALUMNOS GRADUADOS DE MAESTRÍA EN FISIOLOGÍA VEGETAL
De 1990 al 2010, FIV ha graduado 103 maestros en ciencias de 159 alumnos que se han inscrito (hasta
el 2007), lo que da una eficiencia terminal de 66 %.
Del total de graduados, al menos 42 % decidió continuar su preparación académica para obtener el
grado de doctor en ciencias, ya sea en el propio CP o en alguna otra institución nacional o extranjera.
Es decir, cerca de la mitad de alumnos graduados en este nivel se convencieron de seguir aumentando
sus conocimientos, y a la vez se percataron de que habían logrado adquirir suficiente preparación para
aspirar al doctorado.
Esos 103 graduados fueron dirigidos por 36 profesores del CP ubicados en 7 especialidades u
orientaciones del CP, sin contar a los académicos que fungieron como asesores que suman al menos a
otros 98 profesores, más algunos investigadores de otras instituciones. Las especialidades a las que
pertenecen los directores de tesis son: Botánica 8, Edafología 5, Fitopatología 1, Fruticultura 9,
Genética 10, y Agricultura Tropical Tabasco 3. Ello se debe a que como programa interdisciplinario
sin académicos adscritos, FIV ha distribuido la dirección de tesis entre los fisiólogos adscritos en esas
especialidades. Se puede decir que FIV es la única orientación del CP que reparte alumnos de
posgrado a académicos de otras orientaciones, porque las demás no lo hacen o lo hacen muy poco.
ALUMNOS GRADUADOS DE DOCTORADO EN FISIOLOGÍA VEGETAL
En ese mismo lapso, FIV ha graduado 49 doctores en ciencias, de los cuales al menos 33 (67%) han
sido contratados como profesores en 13 universidades mexicanas, como UACh, UAEMex, UAHgo,
IPN-CIIDIR, UATam, Unison, UAEMor, UMSNH, UAGro, UASin, SEP (DGETA e IT’s), y en el
propio CP, con frecuencia mediante examen de oposición. Esto evidencia que FIV ha graduado
personas capaces y competitivas. La eficiencia de graduación en este nivel ha sido de 62 % (hasta el
2005).
La capacidad de los graduados también se aprecia en que al menos 14% de ellos son miembros del
Sistema Nacional de Investigadores (SNI), sistema en el que fueron admitidos por tener suficiente
producción científica. Además, algunos de ellos ocupan o han ocupado puestos importantes en sus
instituciones de trabajo, como dos rectorías, dos direcciones de facultades o unidades académicas, dos
puestos de editor en jefe de revistas científicas (una de ellas clasificada en el ISI), direcciones de
investigación, o creado tecnologías de exitosas de producción agrícola como la denominada
’Bioespacios’.
Los 49 graduados de DC fueron dirigidos por 18 profesores del CP ubicados en 5
especialidades/orientaciones del CP (Botánica 4, Edafología 3, Fitopatología 1, Fruticultura 4, y
Genética 6). Además, participaron como asesores al menos otros 65 académicos del CP, incluyendo a
profesores o investigadores de otras instituciones.
INVESTIGACIÓN EN FISIOLOGÍA VEGETAL
Durante los últimos 20 años se ha investigado la fisiología de los componentes del rendimiento o la
calidad del producto, el efecto ambiental o de las prácticas agrícolas en los cultivos, lo que
corresponde a 62 % de las tesis presentadas. Otro 20 % de las tesis ha evaluado la fisiología del estrés
tanto por factores bióticos como por abióticos (estrés hídrico, escasez de nutrimentos, bajas
temperaturas, metales pesados y malezas). La fisiología de postcosecha de productos hortofrutícolas
(daños por frío, atmósferas modificadas o controladas, enfermedades postcosecha) ocupa el 11 % de
las investigaciones, y 7 % corresponde a estudios relacionados con biotecnología (transformación
genética, propagación in vitro) (Cuadro 1).
En estas investigaciones se han estudiado 59 especies, de las cuales maíz (13 %), frijol (13 %) y
tomate (7 %) ocupan los tres primeros lugares en importancia. Es pertinente señalar que 31 % de las
tesis han contribuido al conocimiento de cereales y leguminosas, 27 % a frutales, 16 % a hortalizas y 9
% a ornamentales (Cuadro 2). A 33 especies vegetales se les ha dedicado una tesis, lo cual muestra
que aún hay muchos aspectos fisiológicos que abordar en ellas, entre las que se encuentran frutillas,
cultivos industriales, cultivos forrajeros y plantaciones forestales (Cuadro 3).
Area MC DC Total
Biotecnología 7 3 10
Fisiología del rendimiento/Ambiental/Agrícola 66 29 95
Fisiología del estrés 18 12 30
Fisiología postcosecha 12 5 17
Cuadro 1. Número de tesis por área de conocimiento
GRUPO MC DC Total
Granos/Leguminosas 35 12 47
Frutales 21 20 41
Frutillas 5 1 6
Hortalizas 14 10 24
Ornamentales 13 1 14
Forestal 1 1
Forrajeros 4 1 5
Industriales 4 2 6
Especies potenciales 7 1 8
Otros 1 1
Cuadro 2.Número de tesis por tipo de cultivo
Especie MC DC Total
Aguacate 5 5
Ajo 1 1
Alcatraz 1 1
Algodonero 1 1
Alstroemeria 1 1
Amaranto 1 1
Asclepios northa 1 1
Cactáceas 2 2
Cactus de navidad 1 1
Calabacita 1 1 2
Caléndula 1 1
Caña de azúcar 1 1
Cebolla 1 1
Centeno 1 1
Ciclamen 1 1
Ciruela mexicana 1 1
Citricos 1 1 2
Crisantemo 2 2
Chicozapote 1 1
Chile 4 2 6
Dalia enana 1 1
Durazno 1 1 2
Eritrina 1 1
Frambuesa 1 1 2
Fresa 2 2
Frijol 15 5 20
Gerbera 2 2
Guayabo 2 2
Haba 1 1 2
Heliconia 1 1
Cuadro 3. Número de tesis por cultivo
Especie MC DC Total
Hule 1 1
Icaco 1 1
Jitomate/tomate 5 6 11
Kochia 1 1
Leguminosas
herbáceas
1 1
Limón mexicano 1 1
Maíz 15 4 19
Mandarina 1 1
Naranja 3 3
Neem 1 1
Níspero 1 1
Nopal 1 1 2
Nopal para verdura 1 1
Nopal tunero 4 1 5
Papa 1 1 2
Papaya 3 1 4
Pino 1 1
Piña 1 1
Pitahaya 2 2 4
Roldana
ehrenbergiana
1 1
Rosal 3 3
Simsia 1 1
Sorgo 3 1 4
Soya 1 1
Tabaco 1 1
Toronja 1 1
Trigo 4 1 5
Zapote mamey 3 2 5
Zarzamora 2 2
Cuadro 3. Número de tesis por cultivo (Continuación)
Nota: Total de Tesis: Maestría en Ciencias: 103, Doctorado: 49. Dos tesis consideran más de una
especie.
CONCLUSIONES
En 20 años, la actual Orientación en Fisiología Vegetal ha graduado 103 estudiantes de maestría y 49
de doctorado, y de esta manera, el programa ha cumplido su misión de formar cuadros de
investigadores y académicos altamente calificados. Si bien la mayoría de investigaciones de tesis han
estudiado la fisiología del rendimiento, el efecto ambiental o las prácticas agrícolas en los cultivos, y
generado información de utilidad práctica, consideramos que ha producido pocos estudios en
biotecnología e ingeniería genética. Los cultivos más estudiados han sido maíz y frijol, y aunque aún
ofrecen muchos temas de interés para continuar su estudio, también hay un número importante de
especies frutícolas, hortalizas y ornamentales que requieren de ser estudiadas a profundidad. Para
formar fisiólogos vegetales con bases sólidas, es importante hacer obligatorios de nuevo los cursos
básicos, y crear espacios de discusión mediante la formación de la Sociedad Mexicana de Fisiología
Vegetal que lleve a cabo congresos y que tal vez genere una revista especializada, y publique boletines
y libros.
REFERENCIAS
[1] Larqué Saavedra, Alfonso. 1987. Historia de la fisiología vegetal en México. Ciencia 38:109-118.
[2] Colegio de Postgraduados. 2005. Reglamento de Actividades Académicas 2005. Texcoco, México. 33 p.
[3] Hanson, J. (2010) History of Plant Physiology (http://www.biologyreference.com/Gr-Hi/History-of-Plant-
Physiology.html) (19 de noviembre 2010)
1
MANEJO DE PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS EN ATMÓSFERAS
MODIFICADAS. CRITERIOS DE DISEÑO Y OPERACIÓN
Salvador Valle-Guadarrama
Departamento de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco km 38.5,
Chapingo, 56230, México.
E-mail: [email protected]
INTRODUCCIÓN
Los productos hortofrutícolas frescos se forman de tejidos vivos que experimentan cambios durante su
desarrollo hasta senescencia y muerte [1]. Dichos cambios pueden hacerse más lentos, pero no pueden
detenerse. La tecnología postcosecha involucra un conjunto de técnicas dirigidas al control de las causas
de deterioro de productos hortofrutícolas después de la cosecha, de forma que se consiga reducir su efecto
y se alargue la vida útil con características de calidad adecuadas.
Las causas de deterioro son factores externos al producto o intrínsecos al mismo que favorecen un rápido
avance de su maduración y/o su senescencia. Entre ellos están la exposición a temperaturas altas o muy
bajas por tiempos prolongados, la prevalencia de un entorno con humedad relativa baja, la composición
gaseosa de la atmósfera circundante, la acción catalítica del etileno, los daños mecánicos en precosecha,
en la cosecha y durante el manejo postcosecha, y las infecciones microbianas y fúngicas, entre otros [2].
El metabolismo natural, ya sea primario o secundario, constituye en sí mismo un factor de deterioro, pues
en una condición de estado fresco se desarrolla con mayor o menor velocidad en función de las
características del entorno. En el contexto de la tecnología postcosecha los elementos de temperatura
ambiental, humedad relativa, manipulación mecánica, composición de la atmósfera circundante e incluso
prácticas de manejo inocuo, pueden considerarse factores independientes, pues su control puede ejercerse
de manera externa, en tanto que el metabolismo natural constituye un factor dependiente, cuyo desarrollo
depende de aquéllos elementos externos.
Entre las técnicas postcosecha que actúan sobre los factores externos para ejercer un control del
metabolismo natural del producto están la refrigeración, las atmósferas controladas y modificadas, el uso
2
de depuradores e inhibidores de la acción de etileno, el uso de recubrimientos comestibles, entre otros. En
la práctica es común encontrar un manejo que combina varias de estas estrategias, con lo cual se logra un
mayor periodo de vida de útil después de la cosecha y se consiguen así mejores condiciones de
comercialización [3]. El presente documento se enfoca a las atmósferas modificadas, y su preparación
tuvo como objetivo discutir elementos a considerar en su diseño y en el manejo de los productos
hortofrutícolas con esta técnica.
DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Las atmósferas modificadas (AM) se generan con envases cuyas paredes o fronteras se forman de
películas plásticas. En el interior se coloca el material biológico a conservar, que interacciona con la
mezcla de gases que le rodea y, derivado de su actividad respiratoria, consume O2 y produce CO2. Por otro
lado, todos los plásticos son permeables a los gases en diferente grado y en forma selectiva, de forma que,
en un sistema de AM ocurre un intercambio gaseoso entre los ambientes interno y externo del envase
(Figura 1). Estos dos tipos de interacción generan la modificación de la mezcla gaseosa que rodea al
producto, lo que origina el nombre de esta tecnología. Al cabo de cierto tiempo, las velocidades de
consumo o producción de los componentes gaseosos por parte del fruto se igualan con las velocidades de
intercambio a través del polímero, y entonces, la composición gaseosa dentro del envase alcanza un valor
constante, llamado concentración de régimen estacionario o concentración de equilibrio [4].
Figura 1. Intercambios gaseosos en un sistema de
atmósfera modificada. El recuadro gris esquematiza el
envase plástico.
3
El proceso descrito constituye una AM convencional pasiva, donde el tiempo que transcurre desde que el
envase plástico se cierra hasta que se alcanza la condición de equilibrio puede variar, dependiendo de la
intensidad respiratoria del producto y del polímero usado como envase. Para reducir dicho periodo con
frecuencia se inyecta en el envase una mezcla gaseosa prefabricada de composición cercana a la de
equilibrio, a lo cual se le denomina una AM activa [5].
El almacenamiento de frutas y hortalizas en sistemas AM permite mayor vida útil del producto fresco. Los
efectos de la reducción de O2 y la elevación de CO2 en el entorno del material envasado pueden ser
disminución de la tasa respiratoria, reducción de la tasa de producción y acción de etileno, reducción de la
degradación de clorofila y de la síntesis de antocianinas y carotenoides, retardo en pérdida de acidez e
incremento de la resistencia a daños por frío; asimismo, pueden actuar en la reducción de la actividad de
enzimas como fenilalanina amonio liasa, polifenoloxidasa y las relacionadas con los procesos de
ablandamiento [4], aunque también debe mencionarse que estos efectos no son comparables con los que se
consiguen con la refrigeración, pero una combinación de ambas técnicas permite mayores tiempos de vida
postcosecha que los que se alcanzan con ellas de manera separada.
OPERACIÓN DE UNA ATMÓSFERA MODIFICADA
Todos los productos hortofrutícolas exhiben cierto valor de tolerancia a la baja disponibilidad de O2 y alta
concentración de CO2. Por ello es necesario que la condición de equilibrio de O2 en la AM resulte mayor
al valor de dicha tolerancia y que la correspondiente a CO2 resulte menor al valor que el producto soporta.
Si lo anterior no ocurre se declara que la AM tiene una operación inadecuada. La Figura 2 esquematiza los
casos de operación adecuada y operación inadecuada de una AM.
En el caso del O2 la tolerancia es la concentración a la cual el metabolismo deja de ser oxidativo y se
sustituye por uno fermentativo [6, 7], cuyos productos, acetaldehído y etanol, pueden perjudicar los
materiales que se almacenan. En el caso del CO2, se ha mostrado que afecta la permeabilidad de
membranas y que se acumula en los tejidos como ácido carbónico, lo que modifica el pH y con ello se
constituye en factor de alteración de algunos complejos enzimáticos. Al respecto, Burdon et al. [8]
descifraron los factores que favorecen un metabolismo fermentativo en frutos de aguacate 'Hass' y
encontraron participación importante tanto de una baja disponibilidad de O2, como del pH, como elemento
estimulador de la actividad de las enzimas fermentativas piruvato descarboxilasa y alcohol
deshidrogenasa, cuyo pH óptimo se localiza entre 6.0 y 6.5.
4
Figura 2. Variación de concentraciones de O2 (c
Op 2 ) y CO2 (c
COp 2 ) dentro del envase de una atmósfera
modificada durante su desarrollo desde el cierre del envase plástico hasta alcanzar la condición de
equilibrio. RT: fase de régimen transitorio, RE: fase de régimen estacionario o de equilibrio. El recuadro
izquierdo muestra una operación adecuada; el recuadro derecho muestra una inadecuada.
Figura 3. Efecto de la concentración de O2 en el entorno de un producto hortofrutícola sobre la velocidad
de respiración (2COR ). Significado de leyendas: ox, metabolismo oxidativo; fer, metabolismo
fermentativo; tot, actividad total.
5
ACTIVIDAD RESPIRATORIA EN UN SISTEMA DE AM
La actividad respiratoria de un producto se puede expresar como velocidad de consumo de O2 o como
velocidad de producción de CO2 [9]. A medida que cambian las concentraciones de O2 y CO2 en una AM
también lo hace la actividad respiratoria. La Figura 3 muestra este comportamiento, considerando la
presencia de O2 y la respiración expresada como producción de CO2. En región aeróbica (metabolismo
oxidativo) la actividad disminuye al bajar la disponibilidad de O2, pero se alcanza un mínimo que
constituye la tolerancia del producto [6, 7]. A partir de allí, una reducción adicional se traducirá en un
incremento importante en la producción de CO2, lo cual caracteriza el metabolismo fermentativo y
acompaña la conversión de piruvato en acetaldehído y etanol y la producción de sólo dos moléculas de
ATP por cada mol de glucosa consumida en la ruta bioquímica de la glicólisis [10].
Para representar esta funcionalidad de la respiración con las concentraciones gaseosas, se ha propuesto el
uso de la teoría de la cinética enzimática de Michaelis-Menten [9, 11, 12]. Si el conjunto de reacciones
que comprenden la respiración se considera como una sola gran reacción enzimática ésta mostrará un
comportamiento como el esquematizado en la Figura 4 cuya representación matemática corresponde a la
Ecuación (1):
Figura 4. Comportamiento hiperbólico de la
velocidad de consumo de O2 en función de la
concentración del mismo gas.
2
2
max
22
OM
OOO
pK
pgg
(1)
donde 2Og es la velocidad de consumo de O2
(kggas kg-1
s-1
), MK es la constante de Michaelis-
Menten (% o Pa), max
2Og es velocidad de consumo
máxima de O2 (kggas kg-1
s-1
) y 2Op es
concentración de O2 (% o Pa).
Como en cualquier reacción enzimática, la actividad respiratoria puede afectarse por factores de inhibición
y en el contexto de la postcosecha, la presencia de CO2 se ha considerado frecuentemente como un
inhibidor indirecto [9, 11] y cuando esto ocurre, la velocidad de consumo de O2 se expresa como la
6
Ecuación (2), donde aK (% o Pa) es una constante de inhibición por CO2 y 2COp es concentración de este
gas (% o Pa).
a
COOM
OOO
K
ppK
pgg
22
2
max
22
1
(2)
Se ha mostrado también que la resistencia difusiva en el tejido que debe vencer el O2 para alcanzar algún
punto de consumo dentro del producto constituye un factor de inhibición directo [12], y con la presencia
de ambos tipos de inhibición la velocidad de consumo de O2 debe expresarse en la forma de la Ecuación
(3), donde dK constituye la constante de inhibición directa y dx su concentración:
a
COO
d
dM
OOO
K
pp
K
xK
pgg
22
2
max
22
11
(3)
Por otro lado, la velocidad de producción de CO2 se expresa considerando la definición del cociente
respiratorio ( RC ) por medio de la Ecuación (4):
22 ORCO gCg (4)
FLUJO DE GASES POR PERMEACIÓN A TRAVÉS DEL ENVASE PLÁSTICO
En el flujo de un gas a través de un plástico, dicho compuesto primero se disuelve en el polímero en la
superficie de alta concentración, luego fluye de un lado a otro por un mecanismo de difusión y
posteriormente se evapora desde la superficie en el lado de baja concentración (Figura 5). Según Banks et
al. [13] dicho flujo se expresa por la Ecuación (5):
7
Figura 5. Fenómeno de permeación de un gas través
de la pared de un envase plástico.
)( 2222
l
O
h
OOO
ppAPr
(5)
donde 2Or es flujo de O2 (kggas s-1
) a través del
plástico 2OP es coeficiente de permeabilidad
(kggas m-1
s-1
m-2
Pa-1
), A es el área (m2)
expuesta del plástico, su espesor (m) y
),( 22
l
O
h
O pp expresan valores de alta y baja
concentración de O2 (% o Pa), respectivamente.
Un modelo similar se puede plantear para CO2.
CRITERIOS DE DISEÑO Y OPERACIÓN DE UNA AM
Considerando la Figura 2, una AM está bien implementada cuando las concentraciones de O2 y CO2 de
equilibrio resultan por arriba y por debajo de las tolerancias, respectivamente. En tal condición de
equilibrio las velocidades de consumo (O2) o producción (CO2) se igualan con las velocidades de
permeación a través del envase plástico (ver Figura 1). Si se acepta la presencia del CO2 como agente
inhibidor, en la condición de equilibrio deberán cumplirse las Ecuaciones (6) y (7), donde fm es la
cantidad (kg) de producto envasado en la AM:
)(
1
int
222
int
2int
2
int
2
max
2 O
ext
OOf
a
COOM
OOppAPm
Kp
pK
pg
(6)
)(
1
2
int
22
int
2int
2
int
2
max
2
ext
COCOCOf
a
COOM
OORppAPm
Kp
pK
pgC
(7)
Las características de una AM de operación adecuada se definen resolviendo simultáneamente las
Ecuaciones (6) y (7). Para ello, deberán conocerse previamente los parámetros respiratorios ( RC , max
2Og ,
MK , aK ) y también la resistencia del producto, al menos a baja disponibilidad de O2. Una descripción de
procedimientos de determinación de estos parámetros puede consultarse en Raj y Paul [9], Valle-
8
Guadarrama et al. [12] y Valle-Guadarrama et al. [14]. Asimismo, pueden considerarse conocidas las
concentraciones de O2 y CO2 fuera del envase plástico ),( 22
ext
CO
ext
O pp .
Como sólo se dispone de dos ecuaciones y se desconocen seis variables: ( fm , A , , int
2COp , int
2Op ) y tipo
de material (polietileno, polipropileno, etc.) que define las permeabilidades 2OP y 2COP , se tienen cuatro
grados de libertad. Esto indica que el diseño se puede definir con varias alternativas. En cualquier caso, el
responsable de desarrollar una AM deberá proponer el valor de cuatro variables y obtener el valor de las
dos restantes resolviendo simultáneamente las Ecuaciones (6) y (7).
Dado que el O2 debe alcanzar la condición de equilibrio por arriba de la tolerancia del producto, una de
esas cuatro variables deberá ser int
2Op . Por otro lado, como la elección de un material define
simultáneamente 2OP y 2COP , una de esas variables no puede ser int
2COp , lo que convierte a la
concentración de CO2 en una variable dependiente a obtener con las ecuaciones. A continuación se
describen algunos escenarios:
Si ya se dispone de una bolsa plástica para efectuar el envase, quedarán automáticamente definidas las
variables 2OP , 2COP , A y . Entonces, las Ecuaciones (6) y (7) deberán resolverse para determinar la
concentración de equilibrio para CO2 (int
2COp ) y la masa de producto posible de envasar fm .
Si se dispone de un rollo de algún material plástico y con él se pueden hacer bolsas de cualquier
tamaño, resultarían conocidas las variables 2OP , 2COP y . Así, el responsable del proceso puede
decidir la cantidad de material a envasar ( fm ) y con las ecuaciones se determinarán la concentración
de equilibrio de CO2 (int
2COp ) y el área que expuesta que deberá tener la bolsa ( A ).
Si por medio de algún fabricante es factible la manufactura de bolsas plásticas con espesor y tamaño
predefinidos, se podrá definir el tipo de plástico de envase (que define las variables 2OP y 2COP ) la
cantidad de material ( fm ) y el tamaño de la bolsa ( A ). Entonces, con las Ecuaciones (6) y (7) se
determinarán los valores de concentración de equilibrio de CO2 (int
2COp ) y el espesor ( ) que deberá
tener la bolsa.
9
CASO DE ESTUDIO (Sánchez-Flores, Com. Personal1)
Se estudió el diseño de un sistema de AM para conservar pequeños lotes de agallas de huitlacoche
(Ustilago maydis) en bolsas de polietileno de baja densidad (PBD), con dimensiones de 25×27 cm, a 20 y
3 ºC. Se evaluó el comportamiento respiratorio por medio de la cinética de Michaelis-Menten de donde se
desprendió que el CO2 no afecta la actividad metabólica. Por ello, la respiración se describió con la
Ecuación (1), donde max
2Og (kggas kg-1
s-1
) fue 102.7 a 20 ºC y 14.6 a 3 ºC, en tanto que MK (%) fue 13.6 a
20 ºC y 15.1 a 3 ºC. Con base en Cameron et al. [15] y Raj y Paul [9], los valores de 2OP y 2COP (kg m
s-1
m-2
Pa-1
) se tomaron a 20 ºC como 22.6×10-17
para O2 y 24.1×10-17
para CO2, en tanto que a 3 ºC los
valores fueron 10.0×10-17
y 39.9×10-17
, respectivamente.
La Figura 6 muestra las características que se obtuvieron y que debe tener el sistema para tres distintas
cantidades a envasar (150, 250 y 500 g). Se encontró que a medida que se requiere una concentración
mayor de O2 en el interior de la AM el espesor del envase debe disminuir en forma logarítmica en ambas
condiciones térmicas. Respecto del CO2, el análisis mostró que su concentración es una variable
dependiente de la concentración de O2 y varía en forma lineal con ésta.
Figura 6. Dependencia de la concentración de CO2 y del espesor del envase en una AM implementada con
polietileno de baja densidad para conservar agallas de huitlacoche en distintas cantidades a 20 y 3 ºC.
1 Sánchez-Flores Rafael. Ingeniero Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo.
10
CONCLUSIONES
El desarrollo de un sistema de atmósfera modificada debe considerar el valor de las concentraciones de O2
y CO2 en la condición de equilibrio para evitar que se rebasen las tolerancias del producto. El diseño del
sistema debe considerar la actividad respiratoria del producto a las condiciones de concentración de
equilibrio y también la velocidad a la cual los gases se intercambian por permeación con el exterior.
REFERENCIAS
[1] WATADA A. E. R.; HERNER R. C.; KADER A. A.; ROMANI R. J.; STABY G. L. 1984. Terminology for the
description of developmental stages of horticultural crop. HortScience 19: 20-21.
[2] KADER A. A. 2002. Postharvest biology and technology: an overview. In: Kader A.A. (ed), Postharvest
Technology of Horticultural Crops. California: University of California, Agriculture and Natural Resources,
Davis. pp. 39-47.
[3] BARTZ J. A.; BRECHT J. K. 2003. Postharvest Physiology and Pathology of Vegetables. University of
Florida, Gainesville. Florida. 733 p.
[4] RODRÍGUEZ-FELIX A.; RIVERA-DOMÍNGUEZ M.; GONZÁLEZ-AGUILAR G. A. 2005. Uso de
atmósferas modificadas y controladas. In: González-Aguilar G.A., Gardea A.A., Cuamea-Navarro F. (eds.).
Nuevas Tecnologías de Conservación de Productos Vegetales Frescos Cortados. Centro de Investigaciones en
Alimentación y Desarrollo, A.C. (CIAD), México. pp. 446-474.
[5] KADER A. A. 2002. Modified atmosphere during transport and storage. . In: Kader A.A. (ed), Postharvest
Technology of Horticultural Crops. California: University of California, Agriculture and Natural Resources,
Davis. pp. 135-144.
[6] BOERSIG M. R.; KADER A. A.; ROMANI R. J. 1988. Aerobic-anaerobic respiratory transition in pear fruit
and cultured pear fruit cells. Journal of the American Society for Horticultural Science 113: 869-873.
[7] PETRACEK P. D.; JOLES D. W.; SHIRAZI A.; CAMERON A. C. 2002. Modified atmosphere packaging of
sweet cherry (Prunus avium L., ev. ‘Sams’) fruit: metabolic responses to oxygen, carbon dioxide, and
temperature. Postharvest Biology and Technology 24: 259-270.
[8] BURDON J.; LALLU N.; YEARSLEY C.; BURMEISTER D.; BILLING D. 2007. The kinetics of
acetaldehyde and ethanol accumulation in ‘Hass’ avocado fruit during induction and recovery from low oxygen
and high carbon dioxide conditions. Postharvest Biology and Technology 43: 207-214.
[9] RAJ R. D.; PAUL S. 2007. Transient state in-pack respiration rates of mushroom under modified atmosphere
packaging based on enzyme kinetics. Biosystems Engineering 98, 319-326.
[10] TAIZ L.; ZEIGER E. 2006. Plant Physiology. Fourth edition. Sinauer Associates Inc. Publishers. USA. 764 p.
[11] HERTOG M. L. A. T. M.; PEPPELENBOS H. W.; EVELO R.G.; TIJSKENS L. M. M. 1998. A dynamic and
generic model of gas exchange of respiring produce: the effects of oxygen, carbon dioxide and temperature.
Postharvest Biology and Technology 14: 335-349.
[12] VALLE-GUADARRAMA S.; ESPINOSA-SOLARES T.; SAUCEDO-VELOZ C.; PEÑA-VALDIVIA C. B.
2005. Oxygen diffusivity in avocado fruit tissue. Biosystems Engineering 92: 197-206.
[13] BANKS N. H.; CLELAND D. J.; CAMERON A. C.; BEAUDRY R. M.; KADER A. A. 1995. Proposal for
rationalized system of units for postharvest research in gas exchange. HortScience 30: 1129-1131.
[14] VALLE-GUADARRAMA S.; SAUCEDO-VELOZ C.; PEÑA-VALDIVIA C. B.; CORRALES-GARCIA J. J.
E.; CHAVEZ-FRANCO S. H. 2004. Aerobic-anaerobic metabolic transition in ‘Hass’ avocado fruits. Food
Science and Technology International 10: 391-398.
[15] CAMERON A. C.; TALASILA P. CH.; JOLES D. W. 1995. Predicting film permeability needs for modified-
atmosphere packaging of lightly processed fruits and vegetables. HortScience 30: 25-34.
Manejo Fisio-microbiológico de raíces en tomate
Dr. Marco Antonio Gutiérrez Coronado, M.C. Catalina Mungarro Ibarra
Instituto Tecnológico de Sonora, Dirección de Recursos Naturales, 5 de Febrero 818 sur Col Centro. Cd.
Obregón, Sonora México CP85000, Tel (644)410 90 00 ext 2902. [email protected]
1. Introducción
Debido a la gran demanda que se tiene de hortalizas, se ha visto la necesidad de buscar nuevas
opciones para el mejoramiento de las mismas, a fin de obtener mayor producción con calidad para
hacerlas más competentes en el mercado. Por otro lado, los elementos nutritivos de los fertilizantes
utilizados tradicionalmente, en gran parte pueden no estar disponibles para la planta reduciendo así su
eficiencia. Así mismo, se conoce que existe una relación estrecha entre la presencia de ácidos
orgánicos en la raíz y un aumento en la absorción de iones, dando con ello una mejor eficiencia en la
toma y distribución de los nutrimentos.
El síndrome de agotamiento prematuro de la raíz consiste en una reducción paulatina en su vigor y
ritmo de actividad fisiológica, en relación a la parte aérea de la planta. Este problema se presenta
comúnmente en cultivos con manejo altamente intensivo. Es ocasionado, por el creciente desequilibrio
entre el sistema radical, el ambiente; (como una inadecuada estructura del suelo, alcalinidad, salinidad
y crecimiento de microorganismos) y los agentes causales de daños a lo largo del ciclo; tales como,
presencia de patógenos, concentraciones toxicas de sales por exceso de fertilizantes y agroquímicos
residuales (Marschner, 2003).
En el suelo, las raíces constantemente están expuestas a una gran variedad de organismos patógenos.
Por lo tanto la protección de la raíz es de vital importancia debido a que es por este órgano que se
transportan a la planta agua y nutrientes provenientes del suelo. Aquí las capas superficiales de la raíz
juegan un rol importante porque funcionan como membranas, que inmovilizan temporalmente
nematodos y hongos patógenos (Hawes et al., 2000).
Desde un punto de vista integral, además del estudio y evaluación de la zona radical, también se debe
contemplar el monitoreo microbiano y la nutrición de la planta. Para efectos del número y tipo de
microorganismos colonizadores de la raíz y la eficiencia del uso de los nutrientes.
2. Objetivo
Evaluar el efecto de aplicación de un sistema de regulación biológica de la dinámica radical sobre el
crecimiento y dinámica poblacional de microorganismos en la rizósfera y su influencia en el desarrollo
vegetativo y fructífero del tomate.
3. Metodología
El presente trabajo se desarrolló con el cultivo de tomate del tipo indeterminado bajo condiciones de
invernadero en Cd. Obregón, Sonora. El manejo y control de las condiciones climáticas se ajustaron a
lo demandado por las plantas, manteniéndose la temperatura entre 25 y 30 o C y la humedad relativa
en 70%
Siembra y transplante. Se sembró en charolas de hielo seco, utilizando semilla de la variedad Quest
de tomate tipo Saladette. El transplante se realizó en macetas de aproximadamente 2.5 kg, con sustrato
de material orgánico, las cuales se humedecieron hasta saturación. Se coloco en cada maceta un tubo
de plástico de aproximadamente 50 cm de largo y 7 cm de diámetro aproximadamente, que permitiría
el estudio posterior de las raíces. Procediendo con la fertilización bajo programa. Los riegos se
realizaron a demanda de la planta; manteniendo cada maceta su drenaje respectivo.
Tratamientos y diseño experimental. Se trabajó con un diseño completamente al azar; con 4
tratamientos cada uno con 10 repeticiones. El análisis de varianza y comparación de medias se
efectuaron con ayuda del programa estadístico Nuevo León, 1994.
En todos los casos el aporte de nutrientes fue idéntico. Los tratamientos fueron de la siguiente manera:
* Tratamiento 1. Ácidos carboxílicos. Se aplico desde las charolas por aspersión en proporción de
0.5% v/v. Después del transplante se continuo con la aplicación en la zona radicular de cada unidad
experimental en dosis de 2 L/Ha por semana, durante 5 semanas. Finalmente la adición de la solución
se llevo a cabo cada 2 semanas con dosis de 1 L/Ha.
* Tratamiento 2. Suspensión de Bacillus y Pseudomonas. Para este tratamiento se manejo una
solución de un mínimo de 1 x 10 8 UFC de Pseudomonas aureofaciens, 1 x 10
8 UFC de Bacillus
subtillis, 1 x 10 8 UFC de B. megaterium y 1 x 10
8 UFC de B. Licheniformes. Se aplicó desde las
charolas por aspersión en proporción de 1.0% v/v. Las aplicaciones después del transplante se
hicieron en dosis de 8 L/Ha por semana, duran.te 5 semanas, inoculando posteriormente cada dos
semanas con la misma dosis. La zona radicular es la parte de la planta donde se llevó a cabo la
inoculación.
* Tratamiento 3. Se utilizó la mezcla de solución de Bacillus y Pseudomonas con Ácidos
carboxílicos. Se aplicó desde las charolas por aspersión en una mezcla 0.5% v/v de Ácidos
polihidroxicarboxilicos y 1.0% v/v de la solución de Bacillus y Pseudomonas. Después del
transplante se continuo con la aplicación en la zona radicular de este mezcla semanalmente, en dosis
de 2 L/Ha de Ácidos polihidroxicarboxilicos y 8 L/Ha de la solución de Bacillus y Pseudomonas;
durante 5 semanas. Finalmente a esta solución se le modifico la concentración de Ácidos
polihidroxicarboxilicos a 1 L/Ha, manteniendo la concentración de la solución microbiana igual que
en las primeras 5 semanas; para aplicarse cada 2 semanas durante el resto del ciclo de cultivo.
* Tratamiento 4. Testigo. Se procedió con la fertilización, sin adición de otros compuestos durante
todo el ciclo de cultivo
Medición del desarrollo y actividad radical. Esta variable se midió con la técnica instrumental de la
cámara minirhizotron de la marca Roottracker. La cámara instalada en cada unidad experimental
consta de un tubo de plástico transparente al cual se le inserto un lente conectado a una PC, que
contenía un software, este permitió de manera visual la cuantificación del número de raíces vivas, la
longitud, área superficial y el volumen de estas en el tubo de observación designado como unidad de
muestreo. Esta medición se efectuó a los 80 y 120 días, después del transplante.
Dinámica poblacional de microorganismos. Se hicieron muestreos de población en la zona de la
rizosfera a los 80 y 120 días, procediendo inmediatamente al análisis con la técnica de dilución por
extensión en superficie con varilla acodada.
Se tomaron 10 g de suelo rizosférico y se diluyó en 95 ml de agua, como lo establece en Enviromental
Microbiology a Laboratory Manual (1995). Se procedió a agitar 200 veces a cada frasco de dilución y
a partir de esa solución se hicieron diluciones hasta 1010
sembrándose para cada microorganismo
según la dilución en donde se estableció sería más viable la presencia del microorganismo. Cabe
mencionar que cada dilución se sembró por duplicado y se eligieron para conteo las placas donde
había entre 30 y 300 colonias.
Los microorganismos que se cultivaron son los que se enlistan a continuación:
* Pseudomonas, con agar aislamiento de Pseudomonas de DIFCO.
* Heterótrofos aerobios y anaerobios, con agar R2-A de DIFCO. Los anaerobios se incubaron en
cámara de anaerobiosis.
* Hongos en agar dextrosa de papa de DIFCO
Desarrollo vegetativo. Para evaluar esta variable se midió la altura de la planta desde la base del tallo
hasta el punto de crecimiento más alto. Este procedimiento se llevó a cabo cada cinco días después del
transplante; utilizando una cinta métrica.
El peso de materia seca se obtuvo al final del cultivo. Se seccionaron cada una de las 40 unidades
experimentales en hojas, tallos, raíz y fructificaciones. Se hicieron 5 lavados de la raíz, esto con el
objetivo de eliminar la mayor cantidad de sustrato pegado en la superficie de esta zona. Se colocaron
cada una de las partes en bolsas de papel independientes y etiquetadas y se secaron en horno a 60
grados centígrados hasta peso constante. Se extrajeron del horno y se midió el peso seco de cada
órgano en una balanza analítica.
Rendimiento. Para evaluar el rendimiento, se contó el número de frutos por planta y se obtuvo el peso
de la producción de cada unidad experimental, en cada uno de los cortes. Se tomó en consideración
que en una hectárea de cultivo se tienen 23,000 plantas.
4. Resultados
Los resultados obtenidos en este trabajo se presentan por variable evaluada y en los tiempos de
monitoreo de cada una de ellas.
4.1 Desarrollo y actividad radical
Número de raíces. En el primer monitoreo de raíces (80 días después de la siembra), las plantas
estaban en la etapa de fructificación, poco antes del primer corte y mostraron diferencias significativas
estadísticamente, fluctuaron entre las 320 y 527 en número por campo analizado, correspondiendo
estos valores al testigo y a la mezcla de microorganismos con ácidos carboxílicos respectivamente,
representando un incremento del 65 % (Fig. 1).
Figura 1. Efecto de la adición de Bacillus, Pseudomonas y Ácidos Carboxílicos en el número total de
raíces encontradas en la zona radical de la planta
A los 120 días, se incrementa fuertemente el mismo tratamiento de los 80 días, como el mejor
estadísticamente, observando un número muy parecido de raíces en los tres tratamientos restantes (Fig.
1). Este fenómeno es debido a que Pseudomonas excretan entre otras sustancias, auxinas; esta
hormona ayuda tanto a la elongación como al aumento de número de raíces (Ryu et al., 2002).
Aunque la adición de microorganismos tuvo resultados por encima del testigo, al adicionar ácidos
carboxílicos al tratamiento con Bacillus y Pseudomonas, estas tuvieron mayor repercusión en el
número de raíces debido a que tuvieron un medio más adecuado para desarrollarse (Hofer 1991)
En experimentos similares Yan y colaboradores (2003), reportaron que la mezcla del sustrato con
Bacillus pumilus y Pseudomonas fluorescens antes del transplante del tomate, dieron resultados
significativos con respecto al testigo en el crecimiento de raíces. Cabe mencionar que el muestreo que
ellos realizaron fue a las 4 y 6 semanas después del transplante.
Las raíces de las plantas secretan sustancias que son utilizadas eficientemente por los
microorganismos para crecer; sintetizando aminoácidos, ácidos nucleicos, vitaminas, hormonas y otras
sustancias bioactivas. De manera que un mayor número de raíces conlleva por lo tanto a mayores
oportunidades de colonización por parte de los microorganismos benéficos para el crecimiento y
producción de los cultivos. (Tahiri-Alaoui et al., 2002; Yan et al., 2003).
Sin embargo, en experimentos de invernadero, García y colaboradores (2003), trabajando con tomate,
no encontraron diferencia significativa en el número de raíces con la adición de Bacillus y
Aureobacterium, con aplicaciones de 20 días y 40 días cada tratamiento. Estos efectos los atribuyen a
que la producción de auxinas en estas condiciones no sea bastante para modificar el patrón de
crecimiento de la raíz, como se ha observado ya con otras especies de microorganismos y condiciones.
Longitud de raíces. Para esta variable los valores observados en cada uno de los tratamientos,
tuvieron un comportamiento muy similar al de número de raíces.
En la etapa de fructificación la longitud de raíces no fue diferente entre los primeros tres tratamientos,
sin embargo el testigo mostró valores por debajo de los demás (Fig. 2). Lo cual indica que en las
primeras etapas del crecimiento de las raíces, este es estimulado por factores endógenos. Esto es que la
misma planta sintetiza los exudados radiculares que contienen moléculas apropiadas para el
crecimiento y desarrollo de microorganismos autóctonos (Ryu, et al., 2002).
a a
a
b
b b
a
c
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1 2 3 4
mm
-dm
2de s
uelo
Tratamientos
80 días
120 días
Figura 2. Efecto de la adición de Bacillus, Pseudomonas y Ácidos Carboxílicos en la longitud total de
raíces encontradas en la zona radical de la planta
Para el segundo muestreo, la mezcla de los Bacillus y Pseudomonas con ácidos carboxílicos, mostró
raíces mucho más largas que los demás tratamientos, debido a que el mayor desarrollo de los
microorganismos dado por un mejor acondicionamiento del pH, fue un estimulo para la elongación de
las mismas por más tiempo, y a su vez, la mayor cantidad de Pseudomonas y Bacillus, promovieron la
elongación celular en este órgano, esto principalmente por la producción de hormonas como las
auxinas (Yan et al., 2003) (Fig. 2).
4.2 Dinámica poblacional de microorganismos
Pseudomonas. En el caso de la variación en la formación de colonias de Pseudomonas, se detectó que
en el tratamiento de la mezcla de los productos evaluados se encontraron la mayor cantidad de ellas,
con más de 50 x 106 UFC/g de suelo a los 120 días al transplante, siendo este altamente significativo
con el resto de los tratamientos. Fakhouri y Bucheneurer (2002) consideran que este comportamiento
aunado a la inoculación y al adicionar ácidos orgánicos al medio como es el caso del tratamiento 3
propicia un mejor desarrollo de Pseudomonas, ya que mantiene un pH adecuado para el desarrollo
óptimo de ellas (Tabla 1).
Tabla 1. Efecto de los tratamientos sobre unidades formadoras de colonias (UFC) de
microorganismos, encontradas en la zona radical de la planta de tomate.
Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3 Tratamiento 4
Pseudomonas
80 días 38 x 106 30 x 10
6 22 x 10
6 13 x 10
6
120 días 51 x 106 35 x 10
6 30 x 10
6 31 x 10
6
Heterótrofos
aerobios
80 días 6 x 1011
17 x 1011
30 x 1011
32 x 1011
120 días 8 x 1011
27 x 1011
36 x 1011
46 x 1011
Heterótrofos
anaerobios
80 días 120 x 105 320 x 10
5 130 x 10
5 180 x 10
5
120 días 130 x 105 318 x 10
5 150 x 10
5 140 x 10
5
Hongos
80 días 10 x 106 13 x 10
6 6 x 10
6 53 x 10
6
120 días 12 x 106 5 x 10
6 2 x 10
6 39 x 10
6
El hecho de que en el tratamiento con ácidos carboxílicos y microorganismos sea el mejor
estadísticamente en todos los tiempos de muestro, se debe a que además de propiciar un medio optimo
para el desarrollo de Pseudomonas, se cree que las raíces excretan exudados que favorecen el hábitat
de estos microorganismos (Jackson y Taylor 1970); Esto se demuestra en las variables de número y
longitud de raíces, las cuales dieron mejores resultados en este mismo tratamiento.
Debido a que la presencia de Pseudomonas es casi nula o bien si existen algunas células de ellas, son
inhibidas en su crecimiento por otros microorganismos oportunistas que se desarrollan en la planta
cuando esta entra en estado de floración, es necesario la inoculación periódica de estos, para que se
mantenga un nivel adecuado de ellas. Esto lo demuestran además Yan y colaboradores (2003), cuando
colonizaron en una sola ocasión las plantas de tomate y encontraron que Pseudomonas se mantenía
viva hasta por 6 semanas después del transplante.
Heterótrofos aerobios y anaerobios. Referente a los heterótrofos aerobios, estos mostraron mayor
número de unidades formadoras de colonias (UFC) en ambos tiempos en la mezcla de ácidos con los
microorganismos (Tabla 1).
Aunque las bacterias del genero Bacillus se consideran microorganismos autóctonos del suelo, estos
pierden su presencia cuando entran en competencia con otros microorganismos desarrollados en los
cultivos (Coyne 2000), sin embargo al adicionarlos de manera constante en el sistema radicular, se
mantuvo un rango de crecimiento, adecuado para imponerse sobre el avance de microorganismos
patógenos. No siendo el mismo comportamiento en el testigo (tratamiento 4).
En la mayoría de los suelos existe oxigeno disponible para los microorganismos, el consumo
por parte de estos es mayor que el flujo del gas por el suelo, de manera que se generan micro
sitios con ausencia de oxigeno, y es aquí donde se desarrollan los organismos anaerobios,
estos producen un gas, el etileno, el cual desactiva, pero no mata, los organismos aerobios
(Waisel y Kafkafi 2002). Hay un complejo oscilatorio entre las bacterias aerobias y anaerobias,
todo el tiempo, en micro-sitios repartidos por todo el suelo. Eso fue reconocido por primera
vez en 1970 (Smith, 1978).
Hongos. En la tabla 1 se muestra que en ambas fechas de análisis, el testigo mostró mayor
proliferación de hongos en la zona radical, esto es comparado con estudios realizados en este
ámbito, los cuales han demostrado que la presencia de Pseudomonas en el sustrato, restringe
el crecimiento de hongos, sobre todo en etapas de floración y fructificación (Siddiqui y
Shahid, 2002).
El comportamiento de los tratamientos en el aislamiento de los hongos, se basa en que si bien
es cierto que la adición de ácidos al medio promueve un pH favorecedor para el desarrollo de
estos, también la presencia de Pseudomonas, Bacillus y Actinomycetos inhiben el crecimiento
de estos, por factores varios como la supresión, sideroforos, competencia por fierro (Fe)
(Virgen-Calleros et al.,1996). Sin embargo esto sucede únicamente cuando los microorganismos
benéficos se desarrollan antes que los hongos. Esto sugiere que las cantidades de antibiótico
producidos son relativamente bajas, funcionando únicamente como preventivo (Ciancio et al.,
1998).
4.3 Desarrollo vegetativo
Tasa relativa de crecimiento (TCR). Para el parámetro de la tasa relativa de crecimiento, calculada a
partir de la medición de altura de la planta, no se encontró diferencia significativa entre los
tratamientos. Los valores anduvieron a los 80 días entre 1.8 a 1.9 cm. día-1
y a los 108 días entre 1.6 a
1.8 cm día-1
. No obstante en las demás variables medidas, se obtuvieron resultados muy positivos, esto
sugiere que la presencia de microorganismos en plantas bajo condiciones de invernadero, promueve
únicamente factores de rendimiento (Tabla 2)
Tabla 2. Efecto de la aplicación de microorganismos y Ácidos Carboxílicos en el desarrollo vegetativo
en plantas de tomate.
Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3 Tratamiento 4
TCR
108 días 1.7 cm/día 1.8 cm/día 1.8 cm/día 1.6 cm/día
Peso de materia
seca
Hojas 26 g. 32 g. 23 g. 27 g.
Tallo 18 g. 20 g. 33 g. 15 g.
Raíz 31 g. 45 g. 58 g. 24 g.
Peso de materia seca. Con respecto al peso seco de cada uno de los componentes de la planta; en
hojas no se encontró diferencia significativa en ninguno de los tratamientos. Cabe mencionar que el
tratamiento 2 estuvo por encima del testigo con 23 % más de peso (Tabla 2).
El peso seco del tallo mostró diferencia altamente significativa en el tratamiento de la mezcla de
productos con más de 70% con respecto al testigo. El tratamiento con Pseudomonas y Bacillus fue el
segundo mejor, seguido por el tratamiento con ácidos carboxílicos y finalmente el testigo (Tabla 2).
Como puede observarse en la tabla 2 en la raíz se muestra mayor peso seco en el tratamiento de la
mezcla de productos con 136% más que el testigo, seguido por el tratamiento 2 con 80 % por encima
del testigo. Los resultados observados en esta figura se explican debido a que al adicionar
microorganismos y proporcionarles un microhabitat adecuado para su desarrollo, genera una mayor
área y longitud de raíces, mismas que van a favorecer la absorción de nutrientes hacia la parte aérea
de la planta. (Aguilar et al., 1999).
4.6 Rendimiento
Número de frutos. El número total de frutos por planta, se presentó, con mayor cantidad en el
tratamiento de la mezcla de los productos, con 57% más que el testigo, habiendo diferencia estadística
altamente significativa (Fig. 3).
b
a
bb
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 2 3 4
Tratamientos
Nùm
ero
de f
ruto
s
Total
Fìgura 3. Efecto de la aplicación de microorganismos y Ácidos Carboxílicos, en el número de frutos
total por planta. Los resultados mostrados en este trabajo son los esperados para esta variable, debido a que visto de
manera integral los parámetros medidos; un incremento en el número y longitud de raíces mas un
ambiente optimo con los ácidos carboxílicos conlleva a una solubilidad y absorción más eficiente de
nutrientes (Salisbury y Ross 2000).
Con estas condiciones se genera una gran cantidad de fotosintatos, que se traducen en factores como
aumento de la biomasa aérea, floración y cantidad de frutos por parte de la planta
Peso de frutos. Por las razones planteadas en el apartado anterior (número de frutos), el resultado de
la medición del peso de los frutos por planta era esperado. En el tratamiento 3 se muestra que hubo
una medición de 4,400 g. de tomate por planta, mientras que el testigo presentó 1,600 g. de tomate por
planta. Esto es 2800 g. más que el testigo. Llevando estos datos a rendimiento por hectárea, se estaría
hablando de una producción extra de 56,000 kg de fruto por hectárea (Fig. 4).
c
a
abbc
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1 2 3 4
Tratamientos
Peso d
e f
ruto
s (
G)
Total
Figura 4. Efecto de la aplicación de microorganismos y Ácidos Carboxílicos, sobre el peso total de
frutos por planta
5. Conclusiones
En cuanto al desarrollo y actividad radical de la planta la aplicación de microorganismos adicionado
con ácidos carboxílicos favoreció el número y longitud de raíces en los dos tiempos de monitoreo.
El tratamiento con microorganismos adicionados con ácidos carboxílicos promovió la mayor cantidad
UFC de los microorganismos analizados, entre los cuales se encontraban Pseudomonas, Heterótrofos
aerobios, Heterótrofos anaerobios. Para hongos, el testigo presento los resultados esperados, por la alta
cantidad de estos organismos, habiendo mayor control con la aplicación de los tratamientos.
El tratamiento con microorganismos y ácidos carboxílicos suscitó una estimulación en número y peso
de frutos por planta.
6. Bibliografía
Aguilar R.D. Guzmán P.R, García E. R y Díaz B.V. 1999. Hongos habitantes del suelo
Asociados al cultivo del tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) En Morelos, México.
Colegio de Postgraduados. Instituto de Fitosanidad. Avances en la Investigación.
Ciancio A., Carbonell T.E. y Crozzoli R. 1998. Ecología y biodiversidad de Pasteuria spp.,
antagonistas naturales de nematodos fitoparasiticos. Fitopatología Venezolana. 11 (1):1-9
Coyne M. 2000. Microbiología del Suelo: un enfoque exploratorio. Ed. Paraninfo. 416 pags.
Fakhouri W. D. and Bucheneuer H., 2002. Enhancement of population densities of fluorescent
pseudomonas in the rhizosphere of tomato plants by addition of acibenzolar-S-methyl. Canadian
Journal of microbiology. 48(12):1069-1075.
Hawes Mc, Gunawardena U., Miyasaka S., Zhao X. 2000. The role of root border cells in plant
defense. Trends Plant Science 5:128-133.
Hofer R.M. 1991. Root hairs. In Plant roots: the hidden half. Edited by Y.
Waisel, A. Eshel, and U. Kafkafi. Marcel Dekker,. New York. 129–148 pp.
Hubber D.M. 1989. Soilborne Plant pathogen: Management of disease whit macro and
microelements. APS Press. St. Paul, Minnesota.
Jackson F. y J. Taylor 1970. Effects of organics acids on ion uptoke and retention in barley
roots. Plant Physiology. 46. 539-540.
Marschner H. 2003. Mineral Nutrition of Higher Plants. Second edition. Institute of Plant Nutrition.
Germany. 889 pags.
Ryu C-M., Reddy, M. S., Zhang, S., Murphy, J. F. and Kloepper, J. W. 2002. Plant growth
promotion of tomato by a biological preparation (LS213) and evaluation for protection against
Cucumber mosaic virus. Department of Entomology & Plant Pathology, Auburn University,
Auburn, AL 36849-5409, USA.
Siddiqui J.A. and Shaukat S. S. 2002 Systemic Resistance in Tomato Induced by Biocontrol
Bacteria Against the Root-Knot Nematode, Meloidogyne javanica is Independent of Salicylic
Acid Production. Journal of Phytopathology. 152:48.
Salisbury F.B. and Ross C.W. 2000 Fisiología de las plantas: Desarrollo de las plantas y fisiología
ambiental. Paraninfo. Tomo III, 988 Págs
Smith A. 1978. Ethylene Fungistasis, Biological and Chemical Research Institute. Reviews in Rural
Science (3)
Tahiri-Alaoui A., Lingua G., Avrova A., Sampo S., Fusconi A., Antoniw J., Berta G. 2002.
Canadian Journal of Botany. 80 (6). 607-616
Virgen-Calleros, G., V. Olalde-Portugal and R. Rocha R. 1996. Biological and chemical control of
Rhizoctonia solani on potato in Guanajuato, Mexico. Revista Mexicana de Fitopatología 14: 180.
Waisel Y., Eshel A. y Kafkafi U. 2002. Plant Roots: The Hidden Half. Third edition. Marcel Dekker,
Tel Aviv, Israel.1120 Pags
Yan, Z; M.S. Reddy y J.W. Kloepper. 2003. Survival and colonitation of rhizobacteria in a tomato
transplant system. Canadian Journal of microbiology, 49(6):383-389.
1
Perspectivas y futuro de la Fisiología Vegetal en México
Alfonso Larqué Saavedra
Profesor-Investigador, CICY
Miembro del Consejo Consultivo de Ciencias
de la Presidencia de la República
La fisiología vegetal debe integrarse al movimiento de globalización que ha modificado el
desarrollo económico y social de la humanidad en el siglo XXI.
En este contexto es igualmente importante integrar la innovación y competitividad como parte
del quehacer de la fisiología vegetal en el marco de la era del conocimiento.
Después de la publicación hecha en 1987 sobre la historia de la fisiología vegetal en México
(Larqué-Saavedra, 1987) se planteo que si bien esta disciplina científica nace dentro de las
ciencias agrícolas en la Escuela Nacional de Agricultura, también por su importancia se estaban
estableciendo grupos que atendian esta disciplina científica en instituciones como la UNAM,
Cinvestav, entre otros.
Con el nacimiento del postgrado en el Colegio de Postgraduados en Fisiología Vegetal en 1990,
se declara a nivel nacional que esta disciplina científica es fundamental para avanzar en la
ciencia básica ya que es conocimiento fundamental para el avance de las ciencias agrícolas.
Como producto del esfuerzo nacional por impulsar esta área del conocimiento, los
investigadores del campo de la fisiología vegetal de México, aumentaron significativamente su
presencia publicando en las mejores revistas especializadas sus trabajos hechos en el país. De tal
suerte que en los últimos cinco años se han llevado a cabo en México reuniones del mayor
reconocimiento mundial dentro de la Fisiología Vegetal, tal es el caso de:
La reunión de la American Society of Plant Physiology (actualmente American Society of Plant
Biologists), en la ciudad de Mérida Yucatán.
La reunión de la International Plant G0rowth Substances Asociation en Puerto Vallarta Jalisco.
La reunión de la American Plant Growth Regulation Working group en Puerto Vallarta Jalisco.
Las reuniones de Horticultural Sciences (Acta horticulturae) en fruticultura en Saltillo Coahuila
y la de Microprogapagation en Playa del Carmen Quintana Roo.
2
En todas ellas los fisiólogos mexicanos han participado en los comités nacionales y reportaron
sus avances de investigación.
Del análisis de las presentaciones de esas reuniones se pueden señalar los campos que se han
venido privilegiando en la Fisiología Vegetal en México y en otras partes del mundo,
destacando los siguientes:
1.- Fisiología vegetal de los organismos y su entorno
2.- La transmisión de señales
3.- Desarrollo
4.- Biotecnología en su más amplio contexto incluyendo el uso de sistemas de transformación
genética de los organismos (OGM)
En la actualidad la fisiología vegetal como todo campo del conocimiento ha ido integrando y
complementándose con otras áreas del conocimiento que progresan en su búsqueda por
conocimiento utilizando tecnologías cada vez más sofisticadas.
Destacan 3 áreas cuyas tecnologías se han integrado de manera clara y son utilizados de manera
sistemática en la fisiología vegetal del siglo XXI:
1. El desarrollo de técnicas moleculares
2. La información georeferenciada de los satélites
3. El avance en el conocimiento de la biodiversidad que aporta conocimiento nuevo sobre
filogenia, etc., que permiten estudiar como han cambiado los sistemas fisiológicos de las
plantas.
En este contexto la investigación en la fisiología vegetal con sus dos grandes visiones, la básica
o fundamental y la practica o aplicada van de la mano con la obligación intelectual de aportar la
información pertinente para dar respuestas a las preguntas centrales que se formulan como
producto del avance del conocimiento.
Una opinión personal que propongo por el estado que guarda la ciencia nacional, es el que la
Fisiología Vegetal debe ampliarse y sumarse a la gran solicitud social que ofrecen los reinos
plantae, protista y monera.
3
La fisiología vegetal del siglo XXI debe participar de manera dinámica en los llamados
servicios ambientales. Específicamente anoto 3 de ellos
a) alimentación
b) cambio climático y
c) bioenergia
Solo para ilustrar estos servicios resalta que en el campo de la alimentación hay que cuestionar
por ejemplo, los modelos de acopio de las respuestas de las plantas a la fertilidad química y no
química.
La trangenie que es una las ofertas tecnológicas de la biotecnología, hay que expresarla en
términos de la fisiología vegetal. En otras palabras que procesos fisiológicos son recomendables
de ser alterados por el proceso de introducción de genes para favorecer el índice de cosecha,
precocidad, tamaño de fruto, resistencia a condiciones bióticas y abióticas, entre otras.
Los biólogos moleculares demandan de manera permanente se les indique que sistema
fisiológico hay que modificar para proceder a la búsqueda, aislamiento, clonación e
introducción de aquellos genes que den ventajas competitivas a los cultivos.
En este sentido por ejemplo, hay que anotar con precisión el parámetro fisiológico indicador de
susceptibilidad o resistencia a sequía que es fundamental ante la amenaza del cambio climático.
¿Será necesario incrementar la sensibilidad estomatical (Fischer, et al., 1998) o favorecer la
modificación de la pared celular de los plastidios para que la rubisco pueda captar mayor
cantidad de bióxido de carbono. Uno de los campos mas intensos en esta búsqueda es la idea de
modificar la Rubisco y la manera de estimar estas modificaciones para la cuantificación de
captura de CO2, son acciones que deben de llevar a cabo necesariamente los fisiólogos
vegetales.
De los 20 objetivos del milenio planteados para el 2020 por el MA (Milenium Ec. Assessment),
hay algunos en los que la fisiología vegetal es fundamental para que se cumplan dichos
objetivos. Resaltan aquellos que tienen valor de consumo (sobre todo alimentos y energía) y
otros no de consumo como salud y estéticos (acumulación de metabolitos secundarios y flores,
por ejemplo) (Perrings, et al., 2010)
Es de todos conocido que en el pasado fueron claras y tangibles las contribuciones de la
fisiología vegetal en la productividad vegetal En esta nueva propuesta de servicios ambientales
4
se tendrán que hacer una serie de propuestas con nuevas preguntas para que las agencias que
financian la ciencia sigan apoyando aquellos proyectos innovadores que realmente permitan
anticipar novedosas contribuciones e impactos en el campo a nivel subcelular, celular,
organismico, o a nivel de ecosistemas, utilizando también la tecnología de la bioinformática
para analizar los resultados en el marco de las otras ciencias y concertar nuevos avances
científicos y tecnológicos.
La innovación por consecuencia será clave para potenciar el valor de la fisiología vegetal. Una
buena revisión de la literatura especializada de las contribuciones de los fisiólogos vegetales de
México en el contexto internacional es una tarea pendiente que debe permitir hacer una nueva
propuesta para validar la calidad y el avance de la fisiología vegetal nacional en aras de un
nuevo marco de acción, para fortalecer el postgrado y posicionar la importancia de esta
disciplina en el futuro inmediato.
Por la nueva forma de apreciar el valor de la ciencia, es claro que solo las nuevas propuestas con
proyectos de amplio espectro y largo aliento tendrán apoyo financiero. No así aquellos
proyectos que pretendan contestar preguntas casuísticas de limitada proyección. Una estadística
elemental de los proyectos que reciben financiamiento de agencias nacionales e internacionales
para realizar fisiología vegetal es igualmente obligada para hacer la prospectiva de tan
importante disciplina científica.
Referencias
Larqué-Saavedra, A. 1987. Historia de la Fisiologia vegetal em México. Ciencia 38, 109-118.
Fischer, R.A., Rees, D., Sayre. K.D., Lu, Z.M., Condon, A.G. an A. Larqué Saavedra. 1998.
Wheat Yield Progress Associated with Higher Stomatal Conductance and Photosynthetic Rate
and Cooler Canopies. Crop. Sci. 38:1467-1475
Larqué-Saavedra, A. 2005. Proyectos Bandera para Ciencias en México. La Crónica. 14 de
diciembre de 2005. México.
Larqué-Saavedra, A. 2008. Las plantas del futuro. La Crónica. 17 de diciembre de 2008.
México.
Larqué-Saavedra, A. 2009. El cambio climático en la Agricultura Mexicana. La Crónica. 18 de
febrero de 2009.México.
Larqué-Saavedra, A. 2009. La innovación, nuevo elemento para la agricultura. La Crónica. 8 de
julio de 2009. México.
Perrings C., Naeem S., Ahrestani F., Bunker D.E., Burkill P., Canziana G., Elmqvist R.,
Fuhrman J., Jaksic F., Kawabata Z., Kinzing A., Mace G.M., Milano F., Mooney H., Prieur-
Richard A.-H., Tschirhart J., Weisser W. 2010. Ecosystem Services for 2020. Science Vol. 330:
323-324.
1
Trabajo por Invitación del Dr. Omar Pantoja
Autores: Carlos Ortiz-Ramírez (M. en C.)
Omar Pantoja (Ph.D.)
Instituto de Biotecnología
Depto. Biología Molecular de Plantas
Universidad Nacional Autónoma de Mexico
Tel. (55) 56 22 76 56
Fax: (777) 3114661
e-mail: [email protected]
Investigador
2
PvAMT1;1, mecanismo responsable de la absorción de alta afinidad de amonio
en Phaseolus vulgaris
Carlos Ortiz Ramírez, Omar Pantoja*
*Instituto de Biotecnología, UNAM. Apdo. Postal 510-3, Col. Miraval,
Cuernavaca, Morelos, 62250, México
Introducción
En las plantas, los transportadores de amonio son muy importantes para la adquisición de nitrógeno del
suelo. Este nutriente mineral es requerido para la síntesis de ácidos nucléicos, proteínas, clorofila y
algunos metabolitos secundarios, por lo que su disponibilidad es uno de los factores limitantes para el
crecimiento vegetal. El nitrógeno se encuentra presente en el suelo en forma de nitrato (NO3-)
ó amonio
(NH4+), sin embargo, las plantas favorecen la absorción de este último, ya que el NO3
- tiene que ser
reducido a NH4+ en las células corticales y epidérmicas de la raíz para poder ser metabolizado, lo cual es
costoso en términos energéticos [1]. , Algunas plantas pueden obtener NH4+ mediante la simbiosis con
microorganismos que poseen enzimas con alta capacidad reductora, lo que les permite tomar el nitrógeno
atmosférico (N2) y reducirlo para formar NH4+, el cual intercambian a través de la membrana del
simbiosoma a cambio de malato como fuente de carbono para el bacteriode [2].
En cualquier caso, la adquisición de compuestos nitrogenados requiere de proteínas de transporte
presentes en las membranas celulares que lleven a cabo la absorción de dichos compuestos [3]. Estos
transportadores se encuentran presentes en prácticamente todos los grupos filogenéticos, son proteínas
integrales de membrana que poseen 11 α hélices transmembranales, un extremo N terminal extracelular y
un extremo C terminal citoplásmico [4]. Con la caracterización de varios transportadores de amonio ha
sido posible determinar que la mayoría posee alta afinidad y alta selectividad hacia su sustrato [5]; sin
embargo, existen todavía muchas dudas acerca del mecanismo exacto por el cual el NH4+ es transportado a
través del poro de estas proteínas. Inicialmente se propuso que funcionaban como canales, cuya función
era simplemente aumentar la permeabilidad de la membrana hacia el NH4+; no obstante, estudios en
transportadores de plantas revelaron la existencia de diferentes mecanismos de transporte dentro de la
misma familia de proteínas [6].
3
La reciente clonación del primer transportador de amonio en Phaseolus vulgaris (PvAMT1;1) y su
caracterización en el sistema de expresión heteróloga en ovocitos de Xenopus laevis ha demostrado que
este transportador posee una alta afinidad por el amonio (Km = 28 µM) y es estimulado por la acidificación
del pH extracelular, lo que sugiere que funciona como un transportador que acopla el paso del NH4+ con el
transporte de protones. Debido a que PvAMT1;1 presenta características de transporte únicas, su
caracterización puede contribuir a despejar algunas dudas sobre el funcionamiento de los transportadores
de amonio en plantas en particular, y de esta familia de transportadores, en general.
Objetivo
El objetivo de este trabajo es la caracterización funcional del transportador de amonio PvAMT1;1.
Principalmente, se pretende analizar la dependencia observada entre su actividad y la concentración
extracelular de protones, ya que dicho fenómeno no se presenta en otros miembros de esta familia de
transportadores lo que indica la existencia de un mecanismo de transporte no descrito con anterioridad.
En lo particular, se pretenden identificar los aminoácidos responsables de provocar dicha dependencia,
para finalmente proponer un modelo del funcionamiento del transportador.
Metodología
Expresión heteróloga del transportador PvAMT1;1 en ovocitos de Xenopus laevis
Para estudiar las propiedades de transporte de PvAMT1;1 se empleo la expresión heteróloga en ovocito de
la rana Xenopus laevis. Los ovocitos fueron extraídos de ranas anestesiadas y colocados en solución ND96
libre de calcio (NaCl 82.5 mM, KCl 2.5 mM, MgCl2 1 mM, HEPES 5 mM, con una osmolaridad de 240-
260 mOsmol/kg y pH 7.5 ajustado con NaOH). Se seleccionaron manualmente sólo aquellos que
presentaban un estado de maduración avanzado (estadios V-VI). La transcripción in vitro del ARN
complementario se llevó a cabo utilizando el paquete mMessage mMachine (Ambion 2130, Woodward St.
Austin TX USA). La reacción se preparó siguiendo las recomendaciones del proveedor. La
microinyección del ARNc del transportador PvAMT1;1 en sus diferentes versiones se realizó con ayuda
de un micromanipulador y utilizando micropipetas de vidrio (Drummond Scientific company, Broomall,
P.A. U.S.A Cat. No. 3-000-204) de 10 l. Una vez inyectados, los ovocitos fueron colocados en solución
ND-96 con calcio y se incubaron a 15 ºC por 4 a 7 días para permitir la expresión del transportador
PvAMT1;1 en sus versiones silvestre y mutantes, y así, proceder a realizar los registros
electrofisiológicos. Para la obtención de éstos, se utilizó la técnica de fijación de voltaje con dos
4
electrodos empleando el amplificador GeneClamp 500 (Molecular Devices, Sunnyvale, CA U.S.A.). Se
empleó una solución de registro con una baja concentración de sales (MgCl2 1 mM, CaCl2 1.8 mM y
MES-Tris 10 mM pH 7.5) compensando la osmolaridad (que se mantuvo entre 230-250 mOsmol)
utilizando sorbitol o manitol. Los microelectrodos de registro se llenaron con KCl 1M y ambos se
introdujeron en el ovocito. El potencial de membrana se fijó al voltaje en el cual la corriente fuera cero
(potencial de reposo), y se inició el flujo de las soluciones conteniendo NH4+. Éstas se prepararon tomando
a la solución de registro como base y agregando NH4Cl en las concentraciones deseadas. El pH se ajustó
utilizando Mes (2-N-morfolina ácido etanosulfónico) y Tris (hydroxymethil amino metano).
Mutagénesis dirigida del transportador PvAMT1;1
La mutagénesis dirigida de PvAMT1;1 se llevó a cabo utilizando el paquete “QuickChange site-directed
mutagenesis kit” (Stratagene 200518, 11011 North Torrey Pines Road, La Jolla CA). Los oligonucletidos
se diseñaron conteniendo el cambio de bases nucleotídicas correspondiente a la mutación deseada, para la
mutante Q63H éstos se diseñaron con las siguientes secuencias: 5'cgtgttctcgatgcatctcggcttcgccatg-3'
(sentido) y 5'-catggcgaagccgagatgcatcgagaacacg-3' (antisentido). La amplificación del ADNc se llevó a
cabo mediante una reacción de PCR utilizando una turbo ADN polimerasa de alta fidelidad y siguiendo
las recomendaciones del proveedor. Una vez sintetizadas las hebras de ADN plasmídico conteniendo la
mutación deseada se digirieron las hebras parentales con 1 μl de la enzima de restricción DpnI (10 U/ μl) y
se transformaron células XL1-Blue suministradas por el proveedor con el nuevo ADNc mediante el
protocolo de choque térmico. Para comprobar que las mutaciones puntuales fueran generadas de manera
correcta se secuenció una región del ADN plasmídico (aquella dentro de la cual se esperaba la mutación)
en la unidad de síntesis del Instituto de Biotecnología de la UNAM.
Modelación por homología de la estructura tridimensional del transportador PvAMT1;1
Para identificar los posibles aminoácidos responsables de conferir una dependencia del pH extracelular a
PvAMT1;1, se utilizó la estructura cristalográfica del transportador de amonio AMTB de E. coli como
templado y se utilizó el programa MODELLER a través del servidor bioinformático Modweb
(http://modbase.compbio.ucsf.edu/ModWeb20-html/modweb.html) para hacer el cálculo del modelo. Para
comprobar que dicho cálculo se realizó correctamente, se evaluó la geometría de los enlaces de los
residuos mediante un diagrama de Ramachandran utilizando el programa QMEAN, a través del servidor
del Instituto Suizo de Bioinformática, se evaluaron distintos parámetros termodinámicos para obtener un
valor global de confianza con respecto a la posición de los residuos.
5
Resultados
Inicialmente se fijó el voltaje de la membrana de los ovocitos a -120 mV, valor que en la mayoría de los
casos correspondía a su potencial de reposo, y se fluyeron soluciones con distintas concentraciones de
amonio. En los ovocitos inyectados con PvAMT1;1 se observó un aumento en la magnitud de las
corrientes entrantes conforme se incrementó la concentración de NH4+, las corrientes siempre regresaron
al valor inicial cuando el amonio fue retirado (Fig. 1A, arriba). Por el contrario, en los ovocitos control
inyectados con agua, la corriente registrada se mantuvo constante a pesar de estar expuestos a las mismas
concentraciones de NH4+ (Fig. 1A, abajo), lo que significa que PvAMT1;1 es el responsable de las
corrientes negativas activadas por la presencia de este catión y no un mecanismo endógeno del ovocito.
Dichas corrientes no aumentaron significativamente a concentraciones superiores a 250 µM de NH4+; esto
coincide con observaciones hechas para otros transportadores de la misma familia [7].
Debido a que generalmente la concentración de NH4+ en el apoplasma de las células de la raíz es muy
inferior a la concentración de amonio del citoplasma, se ha sugerido que la absorción de este catión hacia
el interior de la célula se da mediante un mecanismo de transporte activo secundario, activado por el
movimiento de protones que se mueven siguiendo su gradiente electroquímico, dirigido hacia el interior
de la célula [5]. Para explorar esta posibilidad expusimos a un ovocito inyectado con PvAMT1;1 a
soluciones con diferentes pH’s y manteniendo constante la concentración de NH4+ a 1 mM. Como se
puede observar en la figura 1B, la corriente activada en presencia de amonio fue mayor a pH’s ácidos;
particularmente a pH 5.5 su incremento fue notable (aproximadamente 120 nA), esto es, más del doble de
la corriente registrada a pH 7. Esta estimulación de la actividad del transportador en respuesta al
incremento en la concentración de protones, sugiere que tanto éstos como el NH4+pueden ser
transportados por PvAMT1;1.
6
Para caracterizar más ampliamente las propiedades de transporte de PvAMT1;1 se utilizó un protocolo de
pulsos de voltaje con 1 s de duración, cuyo rango varió desde -180 mV hasta 40 mV, con un aumento de
20 mV entre cada pulso. En la figura 2A (derecha) se muestra el registro original de dichos pulsos en un
ovocito inyectado con PvAMT1;1 expuesto a 1 mM NH4+. Es posible observar que las corrientes entrantes
(negativas) aumentaron conforme los pulsos de voltaje fueron más negativos, lo cual indica el transporte
de un catión (NH4+
en este caso) hacia el interior del citoplasma. Al igual que en la figura anterior, no se
activaron corrientes entrantes en los ovocitos inyectados con H2O (Fig. 2A, izquierda), ni en ovocitos
A)
B)
Figura 1. Propiedades de las corrientes activadas por PvAMT1;1 en respuesta al aumento en la concentración de
NH4+ y protones. (A) Registro original de las corrientes entrantes (negativas) activadas por distintas concentraciones de
amonio en un mismo ovocito inyectado con PvAMT1;1 expuesto a pH 7 y con un potencial de membrana fijo de -120
mV (trazo superior); como control se muestra un ovocito inyectado con H2O expuesto a las mismas concentraciones de
amonio (trazo inferior). (B) Registro de las corrientes entrantes activadas por 1mM de amonio a diferentes valores de pH
en un mismo ovocito inyectado con PvAMT1;1 y fijado a un potencial de membrana de -120 mV.
7
inyectados con PvAMT1;1 expuestos a una solución sin NH4+
(Fig. 2A, centro), confirmando que el
transportador se expresa en la membrana y es activado en respuesta al NH4+. El mismo protocolo de
voltaje se aplicó a ovocitos que fueron expuestos a distintas concentraciones de amonio y diferentes pH’s
con el objetivo de obtener los cambios en el potencial de inversión (Erev) y en la magnitud de las corrientes
activadas por las diversas condiciones extracelulares. A partir de estos registros se construyeron curvas
corriente-voltaje (I-V) que permitieron observar aumentos en la magnitud de las corrientes entrantes, así
como desplazamientos en el Erev hacia valores más positivos conforme se aumentó la concentración de
NH4+ (Fig. 2B), lo que sugiere que efectivamente es este catión el que permea a través de la membrana de
los ovocitos que expresan al transportador. Así mismo, curvas I-V obtenidas de ovocitos expuestos a los
diferentes valores de pH confirmaron los cambios en la magnitud de las corrientes observados con
anterioridad (Fig. 2C), e hicieron evidente que el potencial de inversión también se desplazó hacia valores
más positivos conforme el pH se acidificó, sugiriendo el movimiento de una especie iónica de carga
positiva, lo que probablemente corresponda a la entrada de H+. Estos resultados indican que la membrana
del ovocito inyectado con PvAMT1;1 es permeable a ambos iones: amonio y protones, y que éstos son
transportados hacia el interior del ovocito (las corrientes son entrantes), lo cual representa una fuerte
evidencia de que PvAMT1;1 funciona como un co-transportador NH4+/H
+.
Otro parámetro que es importante determinar en la caracterización funcional de los transportadores es su
afinidad por el sustrato. En este caso se determinó la afinidad de PvAMT1;1 por el NH4+ a distintos
valores de pH mediante el ajuste de los datos obtenidos (Fig. 2B, 2C) con la ecuación de Michaelis-
Menten. De acuerdo a estos análisis PvAMT1;1 tiene una alta afinidad por el NH4+, con una Km de 23.6
µM a -120 mV y pH 7.0 (fig. 2D), lo que concuerda con datos previamente reportados para otros
transportadores de esta familia [8]. Además, dicha afinidad se modificó en respuesta al pH extracelular.
En base al análisis de los datos mostrados en la figura 2D se determinó que al mismo potencial de -120
mV la Km disminuyó conforme el medio extracelular se alcalinizó obteniéndose valores de 40.1 ± 3.2 μM
y de 9.8 ± 1.4 µM, a pH 5.5 y pH 8.0, respectivamente. Estos resultados muestran claramente que a
diferencia de lo observado en otros transportadores de amonio, la afinidad de PvAMT1;1 también es
dependiente del pH extracelular.
8
A)
Figura 2. Propiedades de transporte de PvAMT1;1. (A) Corrientes activadas por pulsos de voltaje en un ovocito inyectado
con H2O (izquierda), con PvAMT1;1 y expuesto a una solución sin (centro) o con 1mM de NH4+ (derecha). El pH externo
fue de 5.5. ( El protocolo de pulsos se muestra debajo de estas figuras). (B) Curvas corriente-voltaje (I-V) obtenidas de
ovocitos expuestos a distintas concentraciones de NH4+ ( = 0, = 20, = 80 y = 1000 μM NH4
+) y un pH externo de 5.5
(n = 7 ± ES). (C) Curvas I-V obtenidas a diferentes pH’s externos y en presencia de 1 mM NH4+ ( = pH 5.5, = pH 7, =
pH 8) (n = 7 ± SE). (D) Corrientes obtenidas a -120 mV graficadas en función de la concentración de NH4+. Las líneas
corresponden al ajuste tipo Michaelis-Menten de los datos experimentales ( = pH 5.5, Km = 40.1 ± 3.2 μM; = pH 7, Km =
23.6 ± 4 μM; = pH 8, Km = 9.8 ± 1.4 μM) (n = 7 ± ES) (E) Corrientes activadas por rampas de voltaje obtenidas de un
ovocito representativo inyectado con el ARNc mutante PvAMT1;1Q63H expuesto a una solución con 5 mM de NH4+ y
distintos valores de pH externo ( = pH 5.5, = pH 7)
C)
B)
E)
D)
9
Finalmente, con el propósito de identificar que amino ácidos son los responsables de conferir la fuerte
dependencia que PvAMT1;1 muestra con respecto del pH extracelular, se generaron y evaluaron varias
mutantes del transportador, y se observó que la mutación Q63H modifica significativamente sus
propiedades de transporte. Empleando un protocolo de “rampas”, en el cual se varió el voltaje desde -180
mV hasta 30 mV, se determinó que esta mutante provoca corrientes entrantes de mayor magnitud; además,
contario a lo registrado en el transportador silvestre, dichas corrientes aumentaron cuando se utilizaron
concentraciones mayores a 1 mM de NH4+ (Fig. 2E). Por ejemplo, a una concentración de 5 mM de NH4
+
ovocitos inyectados con PvAMT1;1Q63H muestran un incremento en su actividad de tres veces la
actividad máxima registrada en el transportador silvestre. Es importante resaltar que los cambios de pH en
la solución no modificaron la magnitud de las corrientes provocadas por PvAMT1;1Q63H, ni tampoco
causaron desplazamientos en el potencial de inversión (Fig. 2E), lo cual indica que la mutante perdió su
dependencia del pH externo, y posiblemente sufrió una modificación en su mecanismo de transporte.
Es interesante que la sustitución Q63 (glicina por histidina) provoque un cambio tan drástico en las
propiedades de transporte de PvAMT1;1, sobretodo porque aparentemente no se encuentra en contacto
directo con el supuesto poro del transportador. Sin embargo, con ayuda de un modelo estructural del
transportador (Fig. 3), fue posible observar que en la versión mutante Q63H, la histidina posiblemente
interactué con el dominio transmembranal tres en el cual se encuentra la fenilalanina 140. Debido a que
este residuo forma la puerta de acceso al poro [9], resulta tentador especular que la histidina, al tener un
radio mayor que la glutamina, podría “empujar” a dicho dominio transmembranal e indirectamente
modificar la posición de la fenilalanina 140, facilitando el acceso del NH4+ al poro del transportador; en
los registros electrofisiológicos, esto se traduciría en una mayor corriente.
Conclusión
La información que se presenta en este trabajo nos permite concluir que PvAMT1;1 es un transportador de
NH4+ de alta afinidad, cuya actividad depende principalmente de tres factores: la concentración de
amonio, el pH externo y el potencial de membrana. Además, los desplazamientos positivos en el potencial
de inversión que fueron registrados al aumentar la concentración tanto de NH4+ como de H
+ , sugieren
que el transportador realiza el tránsito de ambos iones, lo que apoya la hipótesis que propone un
mecanismo de co-transporte NH4+/H
+ para PvAMT1;1. Dicho mecanismo
es modificado por la mutación Q63H, ya que en esta mutante fue posible registrar corrientes de una
magnitud tres veces mayor a las registradas en la versión silvestre; además, el pH extracelular
10
aparentemente no modificó sus propiedades de transporte, lo que confirma que este residuo tiene una
relevancia funcional en PvAMT1;1. El hecho de que el transporte de NH4+ en PvAMT1;1 esté acoplado al
transporte de protones tiene implicaciones fisiológicas importantes, ya que la toma de este nutriente por
las células vegetales no sólo sería dependiente de la disponibilidad del NH4+, sino también de los procesos
que permiten mantener una alta concentración de H+ en el apoplasto; por ejemplo, el funcionamiento y
regulación de la H+-ATPasa (P-ATPasa) de la membrana plasmática. Debido a esto, sería interesante
estudiar los mecanismos de regulación de la actividad del transportador PvAMT1;1 y de la H+-ATPasa
directamente en la planta del frijol, lo que nos permitiría obtener información más detallada y poder así
proponer con mayor confianza una función fisiológica específica para estas dos proteínas de transporte.
Figura 3. Modelo estructural de PvAMT1;1. Se muestran los aminoácidos que se consideran importantes para el
funcionamiento del transportador. Los residuos W181, D203 y S267 están involucrados en el reclutamiento del NH4+,
mientras que las fenilalaninas 263 y 140 forman las “puertas” de entrada hacia el poro. Las histidinas 211 y 377 se han
propuesto como responsables de coordinar el paso del NH4+ a través de la región central de la proteína. Finalmente, se
resalta con un círculo azul el aminoácido que fue sustituido mediante mutagénesis dirigida.
11
Bibliografía
[1] Heldt H. 2005. Plant Biochemistry, third edition. Elsevier Academic Press. California.
[2] Taiz L., Zeiger E. 2006. Plant Physiology, fourth edition. Sinauer Associates. Sunderland, Estados Unidos.
[3] Howitt S., Udvardi M. 1999. Structure, Function and Regulation of Ammonium Transporters in Plants.
Biochimica et Biophysica Acta. 152-170.
[4] Zheng L., Kostrewa D., Berneche S., Winkler F., Dan Li X. 2004. The mechanism of ammonia transport based
on the crystal structure of AmtB of Escherichia coli. PNAS. 101: 17090-17095.
[5] Williams L., Miller A. 2001. Transporters responsible for the uptake and partitioning of nitrogenous solutes.
Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. 52: 659-88.
[6] Mayer M., Schaaf G., Mouro I., Lopez C., Colin Y., Neumann P., Cartron J., Ludewing U. 2006. Different
transport mechanisms in plant and human AMT/Rh-type ammonium transporters. The Journal of General
Physiology. 127: 133-144.
[7] Ludewig U., von Wirén N., Frommer W. 2002. Uniport of NH4+ by the Root Hair Plasma Membrane Ammonium
Transporter LeAMT1;1. The Journal of Biological Chemistry. 277 (16): 13548-13555.
[8] Wood C., Poreé F., Dreyer I., Koehler G., Udvardi M. 2006. Mechanisms of ammonium transport, accumulation,
and retention in oocytes and yeast cells expressing Arabidopsis AtAMT1;1. FEBS Letters. 580: 3931-3936.
[9] Javelle A., Lupo D., Zheng L., Dan Li X., Winkler F., Merrick M. 2006. An unusual Twin-His Arrangement in
the Pore of Ammonia Channels Is Essential for Substrate Conductance. The Journal of Biological
Chemistry. 121 (51): 39492-39498.
RESUMENES DE ALUMNOS DEL
POSTGRADOS EN FISIOLOGÍA
VEGETAL
- 1 -
Aclimatación e inducción de embriogénesis somática de Heliconia spp*
E. Hernández-Meneses1; Ma. C. G. López-Peralta
2; J. Murguía-González
3; L. M. Ruiz-
Posadas4; G. Valdovinos-Ponce
5; A. A. Estrada-Luna
6
1 Estudiante Doctorado Postgrado en Recursos Genéticos y Productividad–Fisiología Vegetal, Colegio de
Postgraduados, 56230, Montecillo, Texcoco, Estado de México; Tel. (595) 9520209 Ext. 1542.
2 Profesor Investigador Postgrado en Recursos Genéticos y Productividad–Genética, Colegio de Postgraduados,
56230, Montecillo, Texcoco, Estado de México; Tel. (595) 9520209 Ext. 1540. [email protected].
3 Profesor Investigador Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Región Orizaba-Córdoba, Universidad
Veracruzana. Camino Peñuela-Amatlán, s/n, C.P. 94945, Peñuela, Amatlán de los Reyes, Veracruz. Tel. (271)
7166129 Ext. 1540. [email protected].
4 Profesor Investigador Postgrado en Botánica, Colegio de Postgraduados, 56230, Montecillo, Texcoco, Estado de
México. Tel. (595) 9520209 Ext. 1300. [email protected].
5 Profesor Investigador Postgrado en Fitosanidad-Fitopatología, Colegio de Postgraduados, 56230, Montecillo,
Texcoco, Estado de México. Tel. (595) 95-2-02-09 Ext. 1610. [email protected]
6 Auxiliar de investigación Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional.
Unidad Irapuato. Departamento de Ingeniería Genética. 36821, Km. 9.6 Libramiento Norte Carr. Irapuato-León
Irapuato Guanajuato. México. Tel. (462) 623-96-00 Ext. 455. [email protected].
I. INTRODUCCIÓN
México está considerado como un país rico en recursos naturales por la gran diversidad de climas, la
riqueza de sus suelos, el nivel de precipitación pluvial, entre otras. En sus casi dos millones de km2 de
extensión se pueden encontrar casi todos los paisajes naturales existentes en el mundo: desde zonas
desérticas hasta las selvas más impresionantes en las zonas húmedas. Gracias a estas condiciones México
tiene amplio potencial para la producción de muchos productos agrícolas, entre ellos varias ornamentales.
Ente las flores de corte que se producen en México figuran las heliconias, ornamentales tropicales cuyas
inflorescencias tiene gran potencial comercial por su larga vida en florero, colores brillantes y formas
exóticas [1, 2].
Las áreas de cultivo de estas ornamentales en México se localizan en los estados de Chiapas, Tabasco y
Veracruz. La expansión de su cultivo en el país ha sido lenta por las dificultades que representan su
propagación. Propagarlas por división de rizomas es la mejor vía para mantener selecciones clonales, ya
* Trabajo de investigación doctoral.
- 2 -
que por semillas la progenie obtenida es variable, además que el endospermo es una limitante para la
germinación [3, 4, 5].
La presente investigación tiene la finalidad de aclimatar plantas de Heliconia spp, regeneradas mediante
organogénesis directa, a condiciones de campo ya que durante el cultivo in vitro las plantas que se
desarrollan bajo condiciones controladas pueden ser difíciles de trasplantar a condiciones de invernadero
[6]. También se busca establecer el procedimiento para la inducción de la embriogénesis somática
Heliconia spp, que una de las técnicas que permite la regeneración de plantas y la producción masiva de
un gran número de plantas a partir de un explante [7].
II. OBJETIVOS
Aclimatar y trasplantar a suelo plántulas de Heliconia collinsiana, H. nickeriensis y H.
psittacorum x H. spathocircinata cv. ‘Golden Torch’ procedentes de organogénesis directa a
partir de yemas laterales.
Evaluar la influencia del fotoperíodo, fitohormonas, tipo de explante, genotipo, entre otros durante
la embriogénesis somática de Heliconia.
Analizar histológicamente el proceso de inducción de embriones somáticos para determinar su
origen anatómico.
IV. MATERIALES Y MÉTODOS
El trabajo se desarrolla en los Laboratorios de Biotecnología Agrícola, Ecofisiología de Estomas,
Anatomía Vegetal y Fisiología Vegetal del Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, Texcoco,
estado de México. Los genotipos en los que se evaluará la aclimatación a invernadero y campo (Etapa I)
serán Heliconia collinsiana, H. nickeriensis y H. psittacorum x H. spathocircinata cv. ‘Golden Torch’.
Estos materiales fueron los empleados en los estudios de maestría para establecer la Regeneración in vitro
de Heliconia spp vía organogénesis directa. Para los estudios de inducción de embriogénesis somática
(Etapa II) se trabajarán los mismos genotipos y se dará énfasis a especies y/o cultivares más.
4.1 Etapa I: Aclimatación y trasplante a suelo de plántulas de Heliconia collinsiana, H. nickeriensis y
H. psittacorum x H. spathocircinata cv. ‘Golden Torch’
Obtención de plántulas: Las plántulas se obtendrán con el protocolo de regeneración in vitro vía
organogénesis directa desarrollado para estos tres genotipos. Antes de pasar a la fase de aclimatación,
- 3 -
durante el enraizamiento in vitro, se evaluará la respuesta producida por dos tipos de tapa sobre el número
y longitud de raíces (cm), número de hojas, altura de plántula (cm), índice estomático y fisiología de
estomas. Será un experimento completamente al azar con arreglo factorial 3x2 con ocho repeticiones. La
unidad experimental será una planta por frasco. La respuesta se evaluará después de cuatro semanas de
cultivo en el medio de enraizamiento.
Aclimatación: Las plántulas enraizadas de los tres genotipos se pasarán a macetas de plástico de 3” con
una mezcla de sustrato esterilizado de vermiculita + peat moss en una proporción 1:1. En seguida se
colocarán en una cámara de crecimiento (Biotronette Mark III Enviromental chamber) con fotoperíodo de
12 h durante 15-20 días con riegos cada tres días.
Trasplante a invernadero: Después de la cámara de crecimiento las plantas se llevarán a condiciones de
invernadero donde se cambiarán a macetas de mayor capacidad (3 L). Los riegos se efectuarán cada 2
días. Se evaluarán tres mezclas de sustrato (vermiculita + peat moss) en proporciones 2:1, 1:1 y 1:2.
También se evaluará el sombreado (60, 70 y 80%) en un diseño completamente al azar con arreglo
factorial 3x3 con 10 repeticiones y después de 30 d se contabilizará el número de plantas vivas
aclimatadas. Después de ocho semanas se registrará el número de hojas, altura de plántula (cm), diámetro
de pseudotallo (cm) e índice estomático.
Trasplante a campo: Las plantas aclimatadas se trasplantarán a condiciones de campo del trópico húmedo
con un 50% de sombreado y se seguirán las labores de cultivo propias para cada cultivar y/o especie. En
esta etapa se evaluarán días a inicio de floración, número de flores, calidad, altura de planta entre otros. La
respuesta de las plantas procedentes de cultivo in vitro se compararán con plantas in vivo.
4.2 Etapa II: Establecimiento de la embriogénesis somática
Condiciones de cultivo in vitro: Se utilizará el medio de cultivo básico de MS [8] suplementado con
sacarosa (30 g L-1
) y agar (6.3 g L-1
. El pH se ajustará a 5.7 con NaOH o HCl 1N. Esta combinación se
designará como el medio basal. La esterilización del medio de cultivo se realizará en una autoclave
vertical (AESA, modelo 300) a 121 ºC y 1.5 kg cm-2
de presión durante 20 min. El cultivo se establecerá
en frascos de vidrio de 45 mL de capacidad con 10 mL de medio de cultivo y un explante por frasco.
Todos los cultivos se incubarán a 26 ± 1º C con 16 horas de fotoperíodo de 16/8 h luz/oscuridad
proporcionado por lámparas de luz blanca fría fluorescente de 75 W, cuya irradiancia fotosintética es de
45 µmol m-2
s-1
, temperatura de 26 ± 2 ºC y humedad relativa de 30 %.
- 4 -
Establecimiento del cultivo aséptico: Se usará el protocolo desarrollado para establecer la organogénesis
directa in vitro de Heliconia collinsiana, H. nickeriensis y H. psittacorum x H. spathocircinata cv.
‘Golden Torch’ [9]. Con este protocolo se obtendrán plántulas que serán fuente de explantes para la
inducción de callo embriogénico o embriones somáticos.
Inducción de callo embriogénico: Se evaluarán explantes de yemas laterales, frutos inmaduros de
inflorescencias, segmentos de hoja, segmentos de rizoma, ápices de raíz y capas de células delgadas (thin
cell layer) y se sembrarán en el medio básico MS [8]. La respuesta de estos explantes se estudiará en
diferentes concentraciones de auxinas. Se usarán diferentes concentraciones de la auxina 2,4-D en la
inducción del callo embriogénico en estas ornamentales. Al término de cuatro semanas de cultivo se
registrará el porcentaje de ennegrecimiento del explante, número de explantes con callo (NEC), peso
fresco de callo (PFC), peso fresco de callo con brotes (PFCB) y peso fresco de callo embriogénico
(PFCE). Posteriormente los explantes permanecerán otras ocho semanas en fotoperíodo de 16/8 h
luz/oscuridad.
Evaluación de las variantes físicas del medio de cultivo sobre la inducción de callo embriogénico:
Después de determinar el mejor tipo de explante y la mejor combinación hormonal se evaluarán dos
variantes físicas de medio de cultivo MS [8]: sólido (agar 8 gL-1
) y líquido con soporte de papel filtro
(dispositivo de Heller). A las cuatro semanas se medirán las mismas variables de la inducción de callo
embriogénico.
Análisis histológico de los callos embriogénicos: Se seguirá la metodología realizada por Pedraza [10].
Con el análisis histológico se podrá determinar el origen anatómico de los embriones somáticos.
Proliferación de embriones: En esta etapa, los explantes con callos embriogénicos, se subcultivarán en las
concentraciones hormonales que mejores resultados hayan producido en la etapa de inducción de callo
embriogénico. Allí se mantendrán durante cuatro semanas y al final se medirá el peso fresco de callo
(PFC) y peso fresco de callo embriogénico (PFCE).
Maduración de embriones somáticos y regeneración de plántulas: En esta etapa se usará el medio basal
MS [9] y se evaluará el efecto de varias concentraciones de ácido abscísico (ABA), 6-benciladenina (BA),
cinetina (kin) y ácido giberélico (GA3). Después de dos meses de cultivo se cuantificará el peso fresco del
callo, número de embrioides (identificando diferentes etapas), número de plántulas que regeneren
plántulas y número total de plantas regeneradas.
- 5 -
Alargamiento de plantas: En esta etapa se evaluará el efecto de las variantes físicas del medio de cultivo
y de diferentes concentraciones de sales minerales en el medio de cultivo. Se probarán medio líquido con
soporte de papel filtro; medio semisólido y medio sólido, con tres porcentajes de sales minerales (100, 75
y 50 %, donde 100 % es la cantidad total de sales del medio MS [8]).
4.3 Análisis estadístico
Los datos colectados se analizarán mediante ANOVA y con pruebas de comparación de medias de Tukey
(p=0.05) con ayuda del sistema de análisis estadístico SAS versión 9.1 [11].
V. LITERATURA CITADA
1. Castro, C. E .F. (1995). Helicônia para exportação: aspectos técnicos da produção. EMBRAPA-SPI,
Brasilia, DF. 43 p.
2. Proexport Colombia e Instituto Alexander Von Humboldt. (2003). Estudio de heliconias y follajes en el
estado de la Florida – Estados Unidos. Bogotá, Colombia. 106 p.
3. Criley, R. A. (1988). Propagation of tropical cut flowers: Strelitzia, Alpinia and Heliconia. Acta Hort.
226: 509-517.
4. Criley, R. A. (1989). Development of Heliconia and Alpinia in Hawaii: Cultivar selection and culture.
Acta Hort. 246: 247-258.
5. Simão D. G. and V. L. Scatena. (2003). Morphological aspects of the propagation in Heliconia
velloziana L. Emygd. (Zingiberales: Heliconiaceae). Brazilian archives of Biology and Technology.
46: 65-72.
6. Kane, M. E. (2005). Shoot Culture Procedures. In: Plant development and Biotechnology. (Ed.) R.N.
Trigiano and D.J. Gray. CRC Press. Boca Raton, FL. Pp 145-157.
7. von Arnold, S., I. Sabala, P. Bozhkov, J. Dyachok, and L. Filanova. (2002). Developmental pathways of
somatic embryogenesis. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 69: 233-249.
8. Murashige, T., and F. Skoog. (1962). A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco
tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-493.
9. Hernández, M., E. (2008). Regeneración in vitro de Heliconia spp vía organogénesis directa. Tesis de
Maestría en Ciencias. Colegio de Postgraduados. Montecillo, México. 96 pp.
10. Pedraza, S. M. (2004). Regeneración in vitro de Alstroemeria sp. Tesis de Maestría en Ciencias.
Colegio de Postgraduados. Montecillo, México. 247 pp.
11. SAS Institute. (2003). SAS/STAT User’s Guide. (Release 9.1). Cary, NC, USA. SAS Inst. Inc.
1
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE ALCALOIDES DE Erythrina americana
Miller
ANTIOXIDANT ACTIVITY OF Erythrina americana Miller ALKALOIDS
Emmanuel Ibarra Estrada1*
, Marcos Soto Hernández2, Rosario García Mateos
3, Rubén San
Miguel Chávez2, Gustavo Ramírez Valverde
4.
1 Postgrado en Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal,
2 Programa en Botánica y
4 Programa en Estadística,
Colegio de Postgraduados, km. 36.5 Carr. México-Texcoco. C. P. 56280, Montecillo, Texcoco, Edo. de México. Tel: 01
(595) 95-20200 ext. 1361. Correo electrónico: [email protected]. 3
Área de química, Preparatoria Agrícola,
Universidad Autonóma Chapingo, km. 38.5 Carr. México-Texcoco. C. P. 56230 Chapingo, Texcoco, Edo. de México.
INTRODUCCIÓN
Erythrina americana pertenece a la familia Leguminosae (Fabaceae) (García et al., 2001). Esta especie contiene
los alcaloides erisovina, erisodina, erisopina y α- y β-eritroidina (García et al., 1996), los cuales son bases
terciarias, mientras que otros alcaloides con similar actividad farmacológica son sales cuaternarias (Soto y
Jackson, 1994). Los antioxidantes son sustancias sintéticas o naturales añadidas a productos para prevenir o
retardar su deterioro por acción del oxígeno del aire (Huang et al., 2005). Los radicales libres inducen daño
oxidativo a biomoléculas (lípidos, proteínas y ácidos núcleicos) que causan arterioesclerosis, envejecimiento,
cáncer y otras enfermedades en humanos (Bafna y Mishra, 2005). Un método sencillo, fácil y rápido de llevar a
cabo, desarrollado para determinar actividad antioxidante de alimentos y compuestos secundarios utiliza al
radical estable 2,2-difenil-1-picril-hidrazilo (DPPH) (Brand-Williams et al., 1995). En interacción con DPPH,
los antioxidantes transfieren electrones o átomos de hidrógeno a este compuesto y así neutralizan su propiedad
de radical libre (Naik et al., 2003). Una inhibición de por lo menos 50% de la concentración de DPPH representa
buena actividad antioxidante. El objetivo principal de este estudio fue evaluar la actividad antioxidante de
fracciones crudas de alcaloides y de erisodina, así como su comparación con el ácido ascórbico.
MATERIALES Y MÉTODOS
Colecta del material vegetal. Se trabajó con 388 g de E. americana Miller recolectadas en los jardines de la
Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México en Octubre de 2008.
Preparación de los extractos crudos de alcaloides. Se siguieron los métodos descritos por Games et al. (1974).
Análisis por RMN-1H. El compuesto obtenido de la separación y purificación en columna se analizó por
resonancia magnética nuclear de hidrógeno para su identificación y pureza.
Determinación de actividad antioxidante. La actividad antioxidante se evaluó mediante el método del radical
libre DPPH, como lo describen Liu et al. (2009) y Kubola y Siriamornpun (2008). Dicho radical tiene un
2
electrón despareado y presenta un color azul-violeta el cual cambia a amarillo pálido en presencia de una
sustancia antioxidante, se midió ésta reacción en un espectrofotómetro marca Pye Unicam SP 8-100 a 517 nm.
Se preparó una solución metanólica de DPPH 0.1 mM. La absorbancia inicial del DPPH en metanol se midió a
517 nm y no hubo cambios durante el ensayo con las muestras. Se construyó gráficamente una curva patrón a
partir de la medición de la absorbancia del radical DPPH a diferentes concentraciones DPPH (0.1, 0.08, 0.06,
0.04, 0.02, 0.01 y 0 milimolar [mM]), después, una alícuota de 1 mL de cada tratamiento (en diferentes
concentraciones utilizadas) se agregó a 3 mL de solución metanólica de DPPH. La reacción fue medida a 517
nm después de una incubación por 30 minutos a 30°C en oscuridad. A partir de la ecuación de la curva se
determinó la concentración a la cual se redujo el DPPH. Las mediciones fueron llevadas a cabo por triplicado. El
porcentaje de DPPH inhibido (%DPPH) se calculó usando la ecuación:
%DPPH inhibido= (Acontrol – A muestra) x 100/Acontrol
donde Acontrol es la absorbancia del control, y Amuestra es la absorbancia de la muestra. Los valores de CI50 se
calcularon graficando el porcentaje de inhibición y las concentraciones de los tratamientos. Este valor denota la
concentración de una tratamiento requerida para inhibir la concentración del inicial del DPPH a 50% a una
absorbancia de 517 nm.
Diseño experimental. Se utilizó un diseño completamente al azar con 5 tratamientos a diferentes
concentraciones: fracción de alcaloides libres hexánicos, fracción de alcaloides libres metanólicos, fracción de
alcaloides liberados, erisodina y ácido ascórbico (control positivo); se utilizaron las concentraciones 0.5, 0.1 y
0.05 mg mL-1
para las fracciones crudas; 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 y 0.05 mg mL-1
para erisodina y 0.001, 0.005.
0.0075 y 0.01 mg mL-1
para ácido ascórbico. Las evaluaciones se realizaron por triplicado. Para determinar
diferencias entre tratamientos se realizó un ANOVA con el sistema SAS para Windows 9.0, se realizó una
transformación a rangos (Conover and Iman, 1981) para el cumplimiento de los supuestos, así como la
comparación de medias REGWQ (Ryan-Einot-Gabriel-Welsh).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Actividad antioxidante
En el Cuadro 1 se presentan las Concentraciones Inhibitorias 50 (CI50) de fracciones crudas de alcaloides, de
erisodina y del ácido ascórbico.
3
Cuadro 1. Porcentajes de inhibición y CI50’s de los tratamientos sobre DPPH
Extracto ó compuesto Concentración (mg
mL-1
)
Inhibición del radical
DPPH (%)
CI50 ± DE
(mg mL-1
)
Ácido ascórbico 0.001 26.20
0.0068a ± 0.0008 0.005 46.09
0.0075 51.66
0.01 56.44
Erisodina
0.05 54.91
0.0212a ± 0.0080
0.1 77.19
0.2 88.61
0.3 90.38
0.4 91.67
0.5 94.23
Fracción de alcaloides
liberados
0.05 35.09
0.1593b ± 0.0305
0.5 74.41
1 82.19
Fracción de alcaloides
libres hexánicos
0.05 39.68
0.1719b ± 0.0960
0.5 57.28
1 75.30
Fracción de alcaloides
libres metanólicos
0.05 30.61
0.7243c ± 0.1991
0.5 48.31
1 52.84
DE = Desviación estándar. Los valores de porcentajes de inhibición se presentan como medias. Los valores de
CI50 se presentan como medias ± desviación estándar. Medias con letras iguales no son significativamente
diferentes (REGWQ, 0.05).
Erisodina presentó alta inhibición sobre DPPH, con una CI50 de 0.0211 mg mL-1
, el cual es comparable con el
ácido ascórbico (0.0068 mg mL-1
), ambos mostraron potente actividad inhibitoria sobre el radical estable DPPH.
La CI50 que presentó erisodina en este estudio es más efectiva que la obtenida para este mismo compuesto pero
obtenido de E. lysistemon (especie africana), en la cual erisodina presentó una CI50 de 150 µg mL-1
después de 30
minutos de reacción y 90 µg mL-1
después de 4 horas; así mismo, (+)-11α-hidroxierisodina presentó una CI50 de
200 µg mL-1
a los 30 minutos de reacción y de 170 µg mL-1
a las 4 horas, sobre DPPH 0.5 mM (Juma and
Majinda, 2004), la diferente concentración de DPPH utilizada podría explicar la diferencia entre concentraciones
inhibitorias. Entre fracciones crudas, la fracción de alcaloides liberados presentó la mejor concentración para
4
inhibir al radical DPPH (0.1593 mg mL-1
) y es significativamente parecida a la que presentó la fracción de
alcaloides libres hexánicos (0.1791 mg mL-1
). La fracción de alcaloides libres metanólicos presentó una CI50 de
0.7243 mg mL-1
, la cual es la menos efectiva para inhibir por lo menos el 50% la concentración original del
DPPH.
Comparando con otra especie de Erythrina, Chacha et al. (2005) estudiaron en E. latissima las propiedades
antioxidantes de flavonoides de madera del tallo de esta especie, un pterocarpano (135 µg mL-1
), una chalcona
(160 µg mL-1
) y una flavanona (380 µg mL-1), presentaron menor actividad antirradical que erisodina.
Entre los porcentajes de inhibición de las fracciones crudas y el ácido ascórbico se aprecia que los alcaloides
libres hexánicos y liberados presentan altos porcentajes de inhibición sobre el radical DPPH, sin embargo, las
concentraciones de las fracciones crudas son mayores en comparación con las utilizadas con el ácido ascórbico.
El alcaloide erisodina presenta en su estructura un grupo hidróxilo el cual puede ser responsable de la donación
del átomo de hidrogeno para inhibir la propiedad de radical libre del DPPH.
CONCLUSIONES
En el presente estudio se demostró que las fracciones crudas de alcaloides de E. americana tienen potencial
antioxidante con distinto poder inhibitorio sobre el DPPH, entre las fracciones crudas, la de alcaloides liberados
presentó mejor actividad antioxidante. El alcaloide diénico erisodina tiene potencial antioxidante
significativamente parecido al del ácido ascórbico. El método DPPH es sencillo y rápido para evaluar la
actividad antioxidante de compuestos bioactivos, principalmente con aquellos que tienen en su estructura grupos
–OH, tal como erisodina. El presente estudio contribuye al conocimiento de la actividad antioxidante de los
alcaloides del tipo eritrinano y en particular del alcaloide erisodina.
VIII.- LITERATURA CITADA
Bafna, A R, and S H Mishra. 2005. Actividad antioxidante in vitro del extracto de metanol de los rizomas de
Curculigo orchioides Gaertn. Ars Pharmaceutica 46:125-38.
Brand-Williams, W, M E Cuvelier, and C Berset. 1995. Use of a free radical method to Evaluate antioxidant
activity. Lebensm Wiss u Technol 28:25-30.
Chacha, M, G Bojase M, and R R T Majinda. 2005. Antimicrobial and radical scavenging flavonoids from the
stem wood of Erythrina latissima. Phytochemistry 66:99-104.
5
Conover, W J, and Ronal L Iman. 1981. Rank transformations as a bridge between parametric and nonparametric
statistics. The American Statistician 35(3):124-129.
Games, D E, A H Jackson, N A Khan, and O S Millington. 1974. Alkaloids of some African, Asian, Polynesian
and Australian species of Erythrina. Lloydia 37: 581-588.
García M, R y M Soto H. 2001. Alcaloides como una alternativa en la obtención de principios activos. Productos
Naturales, Perspectivas Biotecnológicas 6:1-9.
García M, R, B Lucas, M Zendejas, M Soto H, M Martínez, and A Sotelo. 1996. Variation of total nitrogen, non-
protein nitrogen content, and types of alkaloids at different stages of development in Erythrina americana seeds.
Journal of Agricultural and Food Chemistry 44:2987-2991.
García M, R, M Soto H, and H Vibrans. 2001. Erythrina americana Miller (“Colorín”; Fabaceae), a versatile
resource from Mexico: a review. Economic Botany 55(3):391-400.
Huang, D, B Ou, and R L Prior. 2005. The chemistry behind antioxidant capacity assays. Journal of Agricultural
and Food Chemistry 53:1841-1856.
Juma, B F, and R R T Majinda. 2004. Erythraline alkaloids from the flowers and pods of Erythrina lysistemon
and their DPPH radical scavenging properties. Phytochemistry 65:1397-1404.
Kubola, J, and S Siriamornpun. 2008. Phenolic contents and antioxidant activities of bitter gourd (Momordica
charantia L.) leaf, stem and fruit fraction extracts in vitro. Food Chemistry 110:881-890.
Liu, L, Y Sun, T Laura, X Liang, H Ye, and X Zeng. 2009. Determination of polyphenolic content and
antioxidant activity of kudingcha made from Ilex kudingcha C. J. Tseng. Food Chemistry 112:35-41.
Naik, G H, K I Priyadarsini, J G Satav, M M Banavalikar, D P Sohoni, M K Biyani, and H Mohan. 2003.
Comparative antioxidant activity of individual herbal components used in Ayurvedic medicine. Phytochemistry
63:97-104.
Soto H, M, and A H Jackson. 1994. Erythrina alkaloids: isolation and characterization of alkaloids from seven
Erythrina species. Planta Medica 60:175-177.
CULTIVO DE CELULAS EN SUSPENSIÓN DE Stevia Rebaudiana B.
PROYECTO DE TESIS
LIBERIA VAZQUEZ BAXCAJAY
DIRECTORA DE TESIS: DRA. ALEJANDRINA ROBLEDO PAZ
ASESOR: MC. ALFONSO MURATALLA LÚA
ASESOR: DR. VICTOR CONDE MARTÍNEZ
La stevia, es una planta nativa del Paraguay. Su importancia económica radica en el contenido de un
compuesto de gran poder edulcorante en sus hojas, el steviosido principalmente, que no produce
calorías, lo cual hace que stevia sea un buen sustituto natural, recomendado para las personas con
problemas de obesidad y diabetes. (Machacuay, 2008). La presente investigación se realizara con el
objetivo de establecer el cultivo de células en suspensión de Stevia rebaudiana para determinar el
porcentaje de steviosido que producen las células en suspensión comparadas con la planta madre.
El edulcorante (esteviósido), que se extrae de ella es aproximadamente 300 veces más dulce que el
azúcar. En efecto, las hojas contienen glucósidos de sabor dulce pero que no son metabolizables por
lo cual no proveen calorías. La mayor parte de los glucósidos consisten en moléculas de
esteviósido. Las hojas secas son entre 20 y 35 veces más dulces que el azúcar. El esteviosido es un
glucocido diterpeno de peso molecular = 804,80 con formula: C38 H60 O18. Puede metabolizarse
de manera indirecta en el hombre por medio de las enzimas digestivas a steviol y glucosa (el steviol
inhibe la fosforilación oxidativa in vitro). Las propiedades químicas de los cristales: Es estable en
un rango amplio de pH: de 3 a 9 aún a 100°C (posee estabilidad térmica a temperaturas normales de
procesamiento de los alimentos). Por encima de pH 9 se produce una rápida pérdida del dulzor
(Marín, 2004).
Diversos estudios aseguran que es apto para diabéticos, ya que regula los niveles de glucosa en
sangre, también muestran que es una planta antibacteriana bucal, digestiva, diurética, con efectos
beneficiosos en la absorción de la grasa y a presión arterial, entre otros beneficios. La stevia
también tiene aplicaciones cutáneas para solventar problemas como el acné, la dermatitis, el eczema
e incluso como mascarilla (Machacuay). Además se ha usado en gomas de mascar, caramelos,
premezclas de tortas, bebidas de bajo contenido calórico, salsas, helados y cremas heladas, pikles, y
otros productos de sabor delicado, loción tónica, productos medicinales y de higiene bucal. En el
caso industrial de la sustitución del azúcar por el esteviósido ha disminución los costos y la
proporción que generalmente se sustituye hasta el 30 % de la sacarosa, ya que así se obtiene el
máximo de sinergismo, sin que se note el sabor característico del esteviósido (Castelli, 2008).
RUTA DE SÍNTESIS DE ESTEVIÓSIDOS
Los componentes edulcorantes de las hojas de stevia son glucósidos de diterpeno sintetizados,
almeno son los estados iniciales, usando la misma ruta del ácido giberélico, con la diferencia de que
en la stevia el kaureno (precursor de dichas hormonas) es convertido a esteviol en el retículo
endoplásmico (Jarma et al., 2006).
Propagación o Multiplicación de la Stevia. Hay varios métodos de propagación, mencionamos
algunos:
1.- Por semilla.- No es práctico para efectos comerciales, porque la planta es alógama es decir tiene
fertilización cruzada y si se multiplica por semilla obtendremos una dispersión genética obteniendo
plantas disparejas: en tamaño, niveles de azucares totales, años de vida, etc.
2.- Micropropagación, In vitro, requiere empleo de una técnica especial para el establecimiento y
adaptación al campo. Se reciben los plantines muy pequeños a raíz desnuda. Aun cuando se
apliquen todos los cuidados para aclimatarlos y llevarlos a los campos definitivos, el porcentaje de
supervivencia es muy bajo.
3.- Asexual o por esquejes, es la más recomendada para este cultivo, pues se obtendrá una
plantación uniforme con exactas características de las plantas madre. En este curso trataremos
solamente la propagación asexual. o por esquejes porque es segura y muy práctica para hacer
cultivos tanto pequeños como extensivos.
COSECHA Y POST COSECHA
Se realizará de las plantas que ya estén en terreno definitivo. Esta labor se deberá también ejecutar
con únicamente con tijeras. El corte se efectuará a una altura de 7- 10 cm del suelo. Se acomodarán
en canastas de paja, plástico o mantas y luego serán llevadas al galpón de secado.
La cosecha de hojas frescas en los climas tropicales y subtropicales de Perú, que cuenten con las
condiciones indicadas anteriormente, se puede realizar cada dos meses. Por lo que es posible
efectuar hasta 6 cortes por año y alcanzar hasta 7 TM/Ha/año de hoja seca. En otros países como
Paraguay y Brasil se efectúan 3 ó 4 cortes por ha/año, siendo los rendimientos mucho menores. (3
TM /Ha/año).
INDUSTRIALIZACIÓN
En el mercado se puede conseguir como hojas secas té, como liquido denso de color oscuro que es
el resultado de hervir las hojas en agua, otro tipo de líquido es el obtenido a través del macerado de
las hojas en agua destilada o en una mezcla de licor alcohólico y agua. (Consumido de manera
popular en algunas regiones del Paraguay), una tercera forma de presentación es un líquido
obtenido desde el esteviósido (en polvo) disuelto en agua, también se encuentra el esteviósido en
polvo. En los mercados internacionales generalmente se comercializan extractos y polvo de
esteviósido (Jarma A. 2006).
MERCADO
El principal destino de las exportaciones de hoja es Japón quien demanda grandes cantidades para
suplir la industria de edulcorantes aditivos alimentarios y de suplementos, algunos cálculos indican
que la industria japonesa ha pasado de consumir cerca de 400 toneladas de hoja seca por año en la
década del 80 a casi 2000 toneladas para finales de los noventa, teniendo en cuenta que se necesitan
casi 10 Kg. de hoja seca para obtener un kilo de steviosido, recientemente China y Malasia han
aumentado sus importaciones de hoja como insumo industrial, Estados unidos figuraba hasta hace
poco como un importador de Stevia y productos que contenían Stevia como aditivo, pero con la
restricción sobre la Stevia como aditivo para alimentos sus importaciones se han reducido a la
demanda por suplementos dietéticos (Villanueva et al., 2005).
MATERIALES Y MÉTODOS
Se obtendrán las plantas de S. rebaudiana del invernadero y se ocuparan hojas y cuyo área foliar
será de aproximadamente de 0.5 cm2 y serán sembradas en medio MS suplementado con 30 g/L de
sacarosa.
Establecimiento y crecimiento en suspensión celular.
Se empleara el tratamiento que dio la mejor respuesta para la inducción y mantenimiento de callos
(Villanueva et al, 2005). Utilizando el medio basal MS con Ph 5.8 con el tratamiento suplementado
por reguladores de crecimiento (10Μm 2,4-D Y 25Μ BAP) y será adicionado con 20μM de 2,4-D y
50μM de BAP, siendo esta las mejores concentraciones que se emplearon para la inducción y
mantenimiento de callo (Villanueva et al, 2005). El establecimiento de células en suspensión será
de 21 días para luego determinar la curva de crecimiento de la suspensión celular en 23 días más.
Los medios serán enriquecidos con carbón activado (0.5 g/L) y ácido cítrico (100 mg/L) y ácido
ascórbico (50 mg/L). Los cultivos serán incubados bajo un fotoperiodo de 16 h luz/8 h oscuridad y
en oscuridad continúa a 25ºC + 2ºC.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Marín W. 2004. Sondeo de mercado de la Stevia. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos
Alexander von Humboldt. Bogotá Colombia.
Castelli V. M., 2008. Informe Especial: Edulcorantes. Investigación y Desarrollo – División
Alimentos - Granotec Argentina S.A.
Machacuay C. S. 2000. Elaboración y caracterización de una bebida nutraceutica a base de stevia
(stevia rebaudiana Bertoni), Facultad De Ingeniería Y Ciencias Humanas. Escuela Académica
Profesional De Ingeniería Agroindustrial. Universidad Nacional Del Centro Del Perú.
Jarma A. 2006. Fisiología de stevia (Stevia rebaudiana) en función de la radiación en el Caribe
colombiano. Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería (Colombia).
Villanueva G.E., Giménez T.A., Quezada P.J. Pascual C.J. y Murillo G.J. 2005.
Establecimiento de células en suspensión Stevia rebaudiana Bertoni. Facultad de agronomía
Universidad Mayor de San Andrés.
EFECTO DE LA SEQUÍA EN LA CINÉTICA FOTOSINTÉTICA
DEL FRIJOL EN RESPUESTA A LA LUZ
Celia S. Romero-Félix*, Iván Ramírez Ramírez, Dagoberto Garza García, Jorge A.
Acosta Gallegos, Carlos Trejo López, Porfirio Ramírez Vallejo, Víctor A. González
Hernández
Resumen
Se estudió el efecto de sequía durante floración en dos características fotosintéticas del frijol:
punto de compensación (PC) y punto de saturación (Psat), medidas mediante la cinética de
respuesta al aumento de la radiación fotosintéticamente activa (RFA). Las plantas fueron
crecidas en Chapingo, Edo. de México, en bolsas con 5 kg de suelo. Los tratamientos aplicados
fueron: dos variedades con hábito de crecimiento III (Pinto Saltillo -PS- considerada tolerante a
sequía; y Bayo Madero -BM- considerada susceptible) con dos niveles de humedad edáfica (sin
riego por 2, y por 12 días hasta alcanzar PMP). Las mediciones se hicieron con un aparato
portátil de fotosíntesis (LI-6400®; LICOR Inc.). En riego el Psat. de ambas variedades fue de
600 µmol fotón m-2 s-1 aunque PS superó a BM en la capacidad para fotosintetizar con 2 µmol m-
2 s-1 de su Psat. más que BM (A=19 µmol m-2 s-1, de 600 a 2000 µmol fotón m-2 s-1
en PS vs. 17
µmol m-2 s-1, de 600 a 1800 µmol fotón m-2 s-1 en BM), y sus PC’s=48 en BM y 77 µmol fotón m-
2 s-1 en PS. Transcurridos 10 días en sequía (sin riego), cuando las plantas presentaban 60 % en
su CRA foliar, los estomas estaban cerrados y sus parámetros fotosintéticos (PC y Psat) no se
pudieron medir. Dos días después de haber reanudado el riego, las dos variedades mostraron
incapacidad para recuperar por completo su capacidad para absorber y transformar la RFA en el
proceso fotosintético, lo que se atribuye a algún daño irreversible en los pigmentos
fotosintéticos, ya que la enzima Rubisco se recuperó por completo después de la sequía.
Efecto del estrés hídrico en la fotosíntesis, fotoquímica del fotosistema II y
crecimiento en plántulas de chile pimiento (Capsicum annuum L.)
Avances de investigación
Mc. Huitziméngari Campos1,*, Dr. Carlos Trejo
2, Dr. Rodolfo García-Nava
2, Dra. Cecilia
B. Peña-Valdivia2, Dra. Rocío Cruz-Ortega
3 y Dr. F. Víctor Conde-Martínez
2
1Postgrado en Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal, Colegio de Postgraduados, Carretera México-
Texcoco, km 35.5, Montecillo, México 56230, México 2Postgrado en Botánica, Colegio de Postgraduados, Carretera México-Texcoco, km 35.5, Montecillo, México 56230,
México. 3Departamento de Ecología Funcional y Aplicada. Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de
Ecología. Circuito Exterior, Ciudad Universitaria, México, D. F. 04510, México.
*Autor responsable. Tel.: +55 58 04 59 42; fax: +55 58 04 59 00x1254. Estudiante. E-mail: [email protected]
INTRODUCCIÓN
La mayoría de los escenarios de cambio climático sugieren un aumento en la aridez en varias áreas del
planeta [1]. La agricultura es uno de los principales usuarios del recurso agua en el mundo, por lo que el
aumento de zonas semi-áridas y áridas en conjunción con el incremento en la población harán que el agua
se vuelva un recurso cada vez más escaso y sobreexplotado, con un efecto directo en el crecimiento,
sobrevivencia y rendimiento potencial de los cultivos [2]. Por lo tanto, entender el cómo las plantas
responden a condiciones de déficit de agua es un factor clave para mejorar las prácticas de manejo y
producción agrícola y para predecir el futuro de la vegetación natural ante un escenario de cambio
climático con condiciones de sequía [3].
El estrés hídrico induce cambios en varios procesos fisiológicos y bioquímicos en las plantas [3] y la
fotosíntesis es uno de los procesos más sensitivos a éste [2]. Los efectos inhibitorios de la sequía en la
fotosíntesis pueden ser asociados a una baja disponibilidad de CO2 causada por las limitaciones de su
difusión a través del estoma y del mesófilo de la hoja [4] y/o las alteraciones en el metabolismo de la
asimilación de carbono [5, 6]. En adición, se ha reportado que el fotosistema II (FSII) tiene un papel
importante en la respuesta de la fotosíntesis de plantas superiores al estrés ambiental [7] y se ha
demostrado que el estrés hídrico induce una pérdida de las proteínas D1 y D2 del FSII [8].
OBJETIVO
El objetivo del presente estudio fue determinar los principales factores estomáticos, bioquímicos y
fotoquímicos involucrados en la limitación de la fotosíntesis en respuesta al estrés hídrico y su
recuperación posterior al riego en plántulas de chile pimiento (Capsicum annuum L.).
METODOLOGÍA
Semillas de C. annuum fueron germinadas en charolas germinadoras con peatmoss como sustrato. A los
27 días de germinadas se trasplantaron a contenedores de 250 mL con suelo y se colocaron en una cámara
de crecimiento con ambiente semi-controlado (Thermo Scientific, USA). Se utilizó un fotoperiodo de 12 h
con 382 moles m-2
s-1
de densidad de flujo de fotones fotosintéticamente activos (DFFA) a nivel de las
plantas. Las plantas se alimentaron con Ultrasol Multipropósito 18-18-18 más elementos menores (SQM,
Chile) aplicada con el agua de riego. A los 23 días después del trasplante (DDT) se formaron dos grupos
de plantas, el grupo testigo y el grupo estrés hídrico. El grupo testigo se mantuvo con un contenido de
agua volumétrico (v) del 45 al 30 % y el grupo con estrés se mantuvo sin regar hasta alcanzar un v del
20 % (estrés medio) y del 5 % (estrés severo), posteriormente se regaron a capacidad de campo y se
evaluó su recuperación.
Durante el periodo experimental el contenido de agua del suelo se midió diariamente en los primeros 8 cm
de sustrato con un reflectómetro de tiempo HH2 moisture Meter adjunto a un sensor WET (Delta-T
Devices). Se midió el potencial hídrico del suelo (S) a distintos niveles del v del suelo con un
sicrómetro de termocupla (Wescor Inc., USA) para la obtención indirecta del S en cualquier momento.
Se midió el potencial hídrico de la hoja (L) en discos foliares de 0.5 cm2 colocados en cámaras C-52
adjuntas a un microvoltímetro HR 33 (Wescor Inc., USA).
Se realizaron curvas de asimilación de CO2 en respuesta a la concentración interna de CO2 (Ci) en la hoja
de 5 plántulas por tratamiento mediante el uso de un sistema abierto y portátil de análisis de gases en el
espectro infrarrojo (Ciras-1, PP Systems, UK) adjunto a una cámara foliar estándar (PLC-B, PP Systems,
UK) a una DFFF de 1050 mol m-2
s-1
, temperatura de la hoja de 27 oC y humedad relativa de 80 %. Las
curvas de respuesta A/Ci se generaron utilizando el protocolo descrito por Long y Bernacchi [9]. Las
curvas A/Ci fueron utilizadas para estimar la conductancia del mesófilo (gm), la velocidad de carboxilación
máxima de la ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa-oxigenasa (Rubisco; Vcmax), la tasa de transporte de
electrones (Jmax) y la tasa de liberación de CO2 respiratorio (Rd) mediante el programa desarrollado por
Sharkey et al. [10] basado en un método de ajuste alternativo de las curvas A/Ci [11] que toma en cuenta
la transferencia de la conductancia de CO2 a través de una versión de hipérbola no-rectangular del modelo
de Farquhar et al. [12].
Las mediciones de la fluorescencia de clorofilas a (Chl a) fueron realizadas en hojas maduras a
temperatura ambiente con un fluorómetro portátil Plant Efficiency Analyser (Hansatech Instruments Ltd.,
UK) de alta resolución (10 s). Se realizaron 8 mediciones por tratamiento. Las hojas fueron adaptadas a
la oscuridad por 1 h con clips foliares antes de iniciar las mediciones. La medición consistió de un solo
pulso de luz de 1 s (600 W m-2
, una intensidad de excitación suficiente para asegurar el cierre de todos los
centros de reacción del FSII) provisto por un arreglo de seis diodos emisores de luz (pico a 650 nm). La
emisión de fluorescencia de la Chl a inducida por el pulso de luz fue medida y digitalizada entre los 10 s
y 1 s por el instrumento.
El experimento se llevó a cabo bajo un diseño completamente al azar y todos los datos fueron sujetos a
análisis de varianza con mediciones repetidas con el procedimiento PROC MIXED de SAS (SAS 9.1,
SAS Institute Inc., NC) y prueba de comparación de medias mediante la diferencia mínima significativa
(DMS) con = 0.05.
RESULTADOS
Al inicio de los tratamientos el S fue cercano a 0 y conforme la sequía progresó éste disminuyó hasta -
2.89 MPa en el tratamiento con estrés, mientras que en el tratamiento testigo se mantuvo en promedio en -
0.19 MPa. Después del riego durante el periodo de recuperación, el S regresó a los niveles del
tratamiento testigo.
Figura 1. Efecto de la suspensión del riego en el potencial hídrico del suelo de plantas de C. annuum. Los
puntos son el promedio ± e.e. (n = 6).
Los cambios en la A en función de las concentraciones intercelulares de CO2 (Ci) fueron utilizados para
determinar las limitaciones bioquímicas de la fotosíntesis en condiciones de estrés y posterior al riego de
recuperación (Tabla 1). De manera general, los valores de Vcmax y Jmax disminuyeron en las condiciones de
estrés comparadas con el testigo. A su vez, la Rd de la hoja aumentó significativamente mientras que la gm
disminuyó en la condición de estrés con un L de -1.24 MPa en comparación con el testigo. Finalmente,
al término del día 2 posterior al riego de recuperación Vcmax, Jmax, Rd y gm aumentaron a valores similares a
los de las plantas testigo.
Tabla 1. Tasa de carboxilación máxima de la Rubisco (Vcmax), capacidad de regeneración de la RuBP
mediada por la tasa máxima del transporte de electrones (Jmax), liberación de CO2 en la luz (Rd) y
conductancia del mesófilo (gm) en plantas de C. annuum con estrés y posterior al riego de recuperación.
Todas las variables fueron derivadas de curvas de respuesta al CO2.
Variable L
(MPa)
Vcmax
(mol m-2
s-1
)
Jmax
(mol m-2
s-1
)
Rd
(mol m-2
s-1
)
gm
(mol m-2
s-1
Pa-1
)
Testigo -0.45 40.3 ± 3.1 ab 67.4 ± 3.6 ab 0.6 ± 0.3 bc 15.3 ± 5.8 ab
Estrés 1 -0.85 27.0 ± 2.3 ab 43.1 ± 5.0 cd 0.4 ± 0.1 c 16.2 ± 5.5 ab
Testigo -0.54 51.5 ± 15.6 a 65.8 ± 13.4 abc 0.7 ± 0.3 bc 20.0 ± 4.7 a
Estrés 2 -1.24 24.6 ± 7.0 b 28.1 ± 8.1 d 2.2 ± 0.7 a 11.1 ± 5.5 ab
Recuperación
Testigo -0.58 32.4 ± 4.2 ab 55.4 ± 8.0 abc 0.2 ± 0.1 c 11.5 ± 7.0 ab
Día 1 -1.08 23.4 ± 10.4 b 45.2 ± 9.8 bcd 1.5 ± 0.5 ab 20.3 ± 4.4 a
Testigo -0.54 33.4 ± 3.1 ab 57.9 ± 6.2 abc 0.2 ± 0.1 bc 10.1 ± 5.1 ab
Día 2 -0.67 48.4 ± 4.5 a 78.7 ± 8.2 a 0.6 ± 0.2 bc 2.1 ± 0.8 b
Letras distintas dentro de la misma columna muestran las diferencias significativas con P < 0.05. Los
valores son el promedio ± e.e., n = 5.
Figura 2. (A) Cambios en la cinética de inducción de fluorescencia de Chl a polifásica (OJIP) en hojas de
C. annuum con riego adecuado (● -0.57 MPa) y con distintos niveles de estrés hídrico (○ -0.77, ▼ -1.27,
-1.72, ■ -2.10 MPa). (B) Cambio en la forma de las curvas de la fluorescencia de Chl a normalizadas
entre Fo y FJ expresadas como WOJ = (Ft – Fo)/(FJ – Fo). WOX = WOX(tratamiento) – WOX(testigo) donde
tratamiento testigo (----), -0.60 (●), -0.77 (○), -1.27 (▼), -1.72 ( ) y -2.10 MPa (■).
Todas las hojas examinadas exhibieron un aumento polifásico en la fluorescencia de la Chl a durante el
primer segundo de iluminación posterior a la adaptación a la oscuridad (Fig. 2A). Esta cinética de la
fluorescencia da información de la fotoquímica del FSII [13], por lo que se evaluó ésta en hojas con
distintos niveles de estrés hídrico (Fig. 2A). En la Figura 2B las trazas de fluorescencia de Chl a fueron
doblemente normalizadas entre Fo y FJ (=1 ms) lo que permitió la visualización de la banda K con un pico
entre los 0.25 y 0.30 ms. Se observó una desviación positiva, lo que indica que la banda K se hizo más
pronunciada conforme el estrés hídrico fue más severo.
CONCLUSIONES
En resumen, los resultados indican que el estrés hídrico en plantas de C. annuum inicialmente presentan
restricciones estomáticas que minimizan la pérdida de agua por transpiración y conforme la duración y
severidad del estrés aumenta, se presentan limitaciones bioquímicas asociadas a cambios en la actividad
enzimática de la Rubisco y al transporte de electrones para la regeneración del sustrato ribulosa 1,5
bifosfato (RuBP). A su vez, al inicio del desarrollo del estrés hídrico y en ausencia de altas intensidades
luminosas, el aparato fotoquímico presenta una gran estabilidad denotada por cambios nulos en la cinética
de inducción de la fluorescencia de Chl a, sin embargo conforme el tejido foliar se deshidrata se presenta
un efecto deletéreo en la reducción de QA a QA- y en los estados redox de los centros de reacción del FSII,
además de que la aparición de la banda K coincide con una limitación en el lado donador del FSII,
lo que se traduce en una baja eficiencia en la transformación de la energía luminosa en energía
química y por ende de los productos provenientes de las reacciones de luz necesarios para la
fijación de carbono.
LITERATURA CITADA
[1] IPCC. Intergovernmental Panel on Climate Change. 2007. http://www.ipcc.ch. Accessed 25 October 2009.
[2] CHAVES M.M., FLEXAS J., PINHEIRO C. 2009. Photosynthesis under drought and salt stress: regulation
mechanisms from whole plant to cell. Annals of Botany 103: 551-560.
[3] CHAVES M.M., MAROCO J.P., PEREIRA J.S. 2003. Understandig plant response to drought – from genes to
the whole plant. Functional Plant Biology 30: 239-264.
[4] FLEXAS J., BOTA J., LORETO F., CORNIC G., SHARKEY T.D. 2004. Diffusive and metabolic limitations to
photosynthesis under drought and salinity in C3 plants. Plant Biology 6: 269–279.
[5] LAWLOR D.W. 2002. Limitation to photosynthesis in water stressed leaves: stomata vs. metabolism and the role
of ATP. Annals of Botany 89: 1–15.
[6] LAWLOR D.W., CORNIC G. 2002. Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to
water deficits in higher plants. Plant Cell Environ 25: 275–294.
[7] BAKER, N.R. 1991. A possible role for photosystem II in environmental perturbation of photosynthesis.
Physiologia Plantarum 81: 563–570.
[8] HE, J.X., WANG, J., LIANG, H.G. 1995. Effect of water stress on photochemical function and protein
metabolism of photosystem II in wheat leaves. Physiologia Plantarum 93: 771–777.
[9] LONG S.P., BERNACCHI C.J. 2003. Gas exchange measurements, what can they tell us about the underlying
limitations to photosynthesis? Procedures and sources of error. Journal of Experimental Botany 54: 2393-
2400.
[10] SHARKEY T.D., BERNACCHI C.J., FARQUHAR H.D., SINGSAAS E.L. 2007. Fitting photosynthetic carbon
dioxide response curves for C3 leaves. Plant, Cell and Environment 30: 1035-1040.
[11] ETHIER G.J., N.J. LIVINGSTON. 2004. On the need to incorporate sensitivity to CO2 transfer conductance
into the Farquhar–von Caemmerer–Berry leaf photosynthesis model. Plant Cell Environment 27:137–153.
[12] FARQUHAR G.D., CAEMMERER S.V., BERRY J.A. 1980. A biochemical-model of photosynthetic CO2
assimilation in leaves of C3 species. Planta 149: 78-90.
[13] STRASSER, R.J., SRIVASTAVA, A., TSIMILLI-MICHAEL, M., 2004. Analysis of the chlorophyll a fluorescence transient. En: Papageorgiou, G., Govindjee (Eds.), Advances in Photosynthesis and Respiration
Chlorophyll Fluorescence a Signature of Photosynthesis, vol. 19. Kluwer Academic Publishers, The
Netherlands, pp. 321–362.
Efecto del glucorafano aislado de floretes de brócoli sobre la germinación de
esporas de Colletotrichum gloeosporioides
Lara-Viveros F M1, Nieto-Angel D
2*, Nava-Díaz C
2, Gutiérrez-Alonso G
3, Ayala-Garay O
J1, Aguilar-Pérez L A
2, Martínez-Damián T
4.
1Colegio de Postgraduados Programa de Recursos Genéticos y Productividad Fisiología Vegetal.
Km. 36.5 Carretera México-Texcoco Montecillo Edo. De México C.P. 56230.
2Colegio de Postgraduados Programa de Fitopatología.
3 Divina Pastora 113. Col. Plazas del Sol 1ª Sección. C.P. 76099. Querétaro, Qro. México.
4Universidad Autónoma de Chapingo Departamento de Fitotecnia. Carretera México-Texcoco Km 38.5 C.P.
56230 Chapingo Edo. De México México.
*Autor para correspondencia ([email protected]); Trabajo por Invitación.
Introducción
Los glucosinolatos son un grupo numeroso de compuestos del metabolismo secundario de las plantas
que se caracterizan por contener nitrógeno y azufre en su molécula. Estos compuestos se encuentran
sobre todo en plantas del género de las brassicas [1]. En brócoli se ha encontrado que el glucosinolato,
presente en una mayor concentración es el glucorafano, que es un glucosinolato alifático [2]. Este
compuesto ha sido probado en contra de patógenos de plantas como Monilinia laxa en peras [3] y
Penicillium expansum en el mismo cultivo [4] obteniendo en ambos casos un control satisfactorio de la
enfermedad. Por otro lado la ingestión de glucorafano tiene como efecto la prevención de algunas
formas de cáncer del ser humano, al actuar como antioxidantes e inhibidores de moléculas cancerígenas
endógenas o exógenas [5]. Por otro lado los frutos son afectados por patógenos en postcosecha que
causan considerables pérdidas en la producción [6], esto se debe en gran medida a que los frutos
contienen un pH adecuado para el crecimiento de hongos, además de un alto contenido de nutrimentos
esenciales para los patógenos [7]. En el caso de mango la antracnosis provocada por Colletotrichum
gloeosporioides es la enfermedad postcosecha mas importante en las áreas productoras en todo el
mundo [8]. Esta enfermedad se caracteriza por permanecer en estado quiescente en frutos inmaduros e
inducir importantes daños en postcosecha. Actualmente la estrategia más empleada para el control de la
enfermedad, es el tratamiento en precosecha y postcosecha con fungicidas. Sin embargo, su uso está
cada vez más restringido debido al conocimiento público de residuos potencialmente peligrosos en los
frutos [9]. Debido a esto es necesario contar con alternativas inocuas al control químico que puedan
incluirse en un manejo integrado de C. gloeosporioides. Entre las estrategias alternativas que más
comúnmente se utilizan está el uso de compuestos naturales obtenidos de plantas como jasmonatos,
aceites esenciales o Glucosinolatos [6]. Estos últimos podrían ser utilizados en el control de
enfermedades en postocosecha de mango porque además de tener actividad antimicrobiana, no existen
efectos secundarios adversos, al ser consumidos por los seres humanos. El objetivo del presente trabajo
fue evaluar el efecto del glucorafano sobre la germinación de esporas de C. gloeosporioides aislado de
frutos de mango en postcosecha.
Materiales y métodos
Aislamiento del patógeno.
El aislamiento de C. gloeosporioides se obtuvo de frutos de mango cv. Manila con síntomas de
antracnosis, los cuales se colectaron en madurez de consumo, procedentes del estado de Guerrero. El
hongo se aisló y posteriormente se purificó mediante un cultivo monospórico en medio Agua Agar
(AA).
Aislamiento de Glucorafano
Aproximadamente 200 g de floretes de brócoli fueron macerados en presencia de una mezcla de
metanol y agua en proporción 80:20 v/v, en cantidad suficiente para cubrir la muestra. Después de 48 h
el contenido se pasó a través de papel filtro de poro medio, la parte sólida retenida en el filtro se volvió a
colocar en la mezcla de metanol y agua antes mencionada y la parte líquida filtrada se conservó en un
recipiente ámbar, esta operación se repitió en tres ocasiones. El extracto crudo así obtenido, se
concentró en un rotavapor con presión reducida a una temperatura de 60 °C, obteniendo así un volumen
conocido de muestra. Con la finalidad de separar el glucorafano del extracto crudo de brócoli, se utilizó
un sistema de cromatografía en capa fina cuya fase móvil consistió en una mezcla de metanol, etanol,
acido acético y agua (30:10:10:10; v/v/v/v). Por medio de este sistema fue posible determinar la
posición de un estándar en la placa por medio del coeficiente de retención (Rf) que fue de 60 y toda la
fracción de sílica que mostró ese mismo valor se colectó y se resuspendió en metanol para después
centrifugarse por 15 minutos a 5000 g. La concentración del glucorafano aislado fue determinada por
medio de un densitómetro marca Desaga modelo CD-60. La concentración del glucorafano aislado de
brócoli, calculado por medio del modelo de regresión lineal fue de 6.15 µg µL-1
, con una pureza del
91.36%.
Bioensayos
Se preparó papa dextrosa agar con diferentes concentraciones de glucorafano (1.54, 0.92, 0.46, 0.15,
0.02, 0.0 µg µL) en el cual se colocaron 20 µL de una solución con una concentración de 1 X 106
esporas mL-1
. El número de esporas germinadas se evaluó por medio de un microscopio óptico a las 5, 7
y 10 h después de que se colocó la solución y los datos se transformaron a porcentaje. El área bajo la
curva que generó la germinación de las esporas fue calculado para cada una de las repeticiones por el
método de los trapezoides y fue sometido a análisis de varianzas y pruebas múltiples de medias de
Tukey (P=0.05).
Resultados y discusión
El porcentaje de germinación más alto en el testigo se presentó a las diez horas después de que las
esporas se colocaron en los recipientes con PDA. El área bajo la curva de germinación de esporas,
mostró diferencias significativas entre tratamientos (P=0.001). Las concentraciones más altas resultaron
en un menor porcentaje de germinación lo cual genero curvas de área menor (Figura 1).
Figura 1. Curvas de germinación de esporas de Colletotrichum gloeosporioides a través del tiempo.
ABC=Área bajo la curva de germinación de esporas.
El tratamiento testigo y las concentraciones de 0.02, 015 y 0.46 µg µL, mostraron el mayor porcentaje
de germinación con un área bajo la curva de 120.25, 108.50, 116.50 y 86.25 respectivamente 10 h
después de colocar las esporas en el PDA. En contraste, las concentraciones de 0.092 y 1.54 µg µL
mostraron un efecto inhibitorio sobre la germinación de las esporas de C. gloeosporioides con áreas bajo
la curva de 10.75 y 0 respectivamente.
Conclusiones
El glucorafano aislado del brócoli mostró un fuerte efecto inhibitorio sobre la germinación de esporas de
C. gloeosporioides. El conocimiento acerca del efecto de metabolitos secundarios de plantas, sobre las
esporas de los hongos podría contribuir a encontrar nuevas alternativas en el manejo de C.
gloeosporioides en postcosecha de mango.
Bibliografía
1. Taiz L., Zeiger E. (2002). Secondary metabolites and plant defense. In L. Taiz, & E. Zeiger, Plant
physiology (3 ed., pág. 301 ). Sinauer associates inc.
2. Van Eylen D., Bellostas N., Strobel B W., Oey I., Hendrickx M., Van Loey A. (2009). Influence of
pressure/temperature treatments on glucosinolate conversion. Food Chemistry 112: 646-653.
3. Mari M., Leoni O., Lori R, Marchi A. (1996) Bioassay of glucosinolate derived isothiocyanates
against post harvest pear pathogens. Plant Pathology 45:753–760.
4. Mari M., Leoni O., Lori R., Cembal T. (2002). Antifungal vapour-phase activity of allyl
isothiocyanate against Penicillium expansum on pears. Plant Pathology 51: 231–236.
5. Yu-Bin J., Xiao-Dan W., Mei-Xu W., Zhi-Ju W. (2007). Effects of glucosinolates in broccoli on
antioxidant funtion of S-180 bearing mice. Chinese Journal of natural medicines (2), 134-136.
6. Tripathi P, Dubey N K. (2004). Exploitation of natural products as an alternative strategy to control
postharvest fungal rotting of fruit and vegetables. Postharvest Biology and Technology 32:235–245.
7. Moss M O (2002) Mycotoxin review 1. Aspergillus and penicillium. mycologist 16:116-119.
8. Dodd J C., P Jeffries. (1997). Friut diseases: In: The Mango: Botany, production and uses. Litz R E
(eds). CAB International. United Kingdom. pp:257-280 pp
9. Yonas K., A Amare A. (2008). Postharvest biological control of anthracnose (Colletotrichum
gloeosporioides). Postharvest Biology and Technology 50: 8-11.
Estrés causado por fenantreno en Leucaena leucocephala en simbiosis con
Rhizobium tropici y Glomus intraradices: Germinación de semillas, fisiología de
raíz y parte aérea
Villegas-Velázquez Itzel, Ferrera-Cerrato Ronald, García Barradas Oscar, Colinas León Teresa,
Córdova Téllez Leobigildo, Alarcón Alejandro
Itzel Villegas Velázquez: Estudiante de Maestría del programa de Recursos Genéticos y Productividad - Fisiología
Vegetal del Colegio de Postgraduados – Montecillo. Teléfono (595) 9520200 Ext 1282. E-mail:
Ronald Ferrera-Cerrato: Doctor Investigador Titular, Área de Microbiología, Postgrado de Edafología. Colegio de
Postgraduados – Montecillo. Teléfono (595) 9520 200 Ext. 1279 y 1280. E-mail: [email protected]
Oscar García Barradas: Investigador Titular, Servicio de Apoyo en Resolución Analítica (SARA) de la Universidad
Veracruzana. Teléfono (228) 841-8917. E-mail: [email protected]
Teresa Colinas León: Doctora Investigadora Titular, Departamento de Fitotecnia Universidad Autónoma Chapingo.
Teléfono (595) 9521500 Ext. 5224. E-mail: [email protected] Leobigildo Córdova-Téllez: Profesor Investigador Adjunto, Producción de semillas del programa de Recursos
Genéticos y Productividad - Fisiología Vegetal del Colegio de Postgraduados – Montecillo. Teléfono (595) 9520 200
Ext. 1511. E-mail: [email protected]
Alarcón Alejandro: Profesor Investigador Asociado, Área de Microbiología, Postgrado de Edafología. Colegio de
Postgraduados – Montecillo. Teléfono (595) 9520200 Ext. 1280. E-mail: [email protected]
INTRODUCCIÓN
La importancia del petróleo en estos días es incalculable, lamentablemente su movilización y el uso de sus
derivados representan una fuente de contaminación [1]. El fenantreno es un hidrocarburo policíclico
aromático (HPA) derivado de la combustión incompleta de compuestos orgánicos [2]. La fitorremediación
ha sido utilizada, para recuperar suelos contaminados por hidrocarburos, por su compatibilidad con el
ambiente y por el enriquecimiento nutrimental que da al suelo. Leucaena leucocephala Lam., es una
leguminosa tropical arbórea que ha sido utilizada para la reforestación de suelos por su resistencia a
condiciones de acidez y alcalinidad, y por su aporte de materia orgánica, además se ha utilizado para la
biorremediación de suelos contaminados con tricloroetileno [3,4,5]. Esta leguminosa es de interés para la
fitorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos ya que tiene la ventaja de formar simbiosis
con bacterias fijadoras de nitrógeno (Rhizobium tropici) y con hongos micorrízicos arbusculares (Glomus
intraradices); estas asociaciones pueden influir favorablemente en los mecanismos de tolerancia de la
planta ante esas condiciones. Se sabe que ambos microorganismos son capaces de tolerar y desarrollarse
en presencia de ciertos HPAs; sin embargo, la capacidad de degradación en sistemas simbióticos
individualmente ni en asociación tripartita ha sido muy explorada [6,7,8]. Esta investigación evaluó los
efectos del fenantreno sobre el desarrollo de L. leucocephala en diferentes etapas y el papel que tiene la
inoculación con R. tropici y/o G. intraradices en el desarrollo de la planta en presencia de este
contaminante. Este avance muestra únicamente los resultados obtenidos sobre los efectos del fenantreno a
diferentes concentraciones sobre la germinación con o sin la inoculación con R. tropici.
1
OBJETIVO
Estudiar los efectos que el fenantreno y/o la inoculación de R. tropici ocasionan en la hidratación, la
conductividad eléctrica de las membranas y la germinación de las semillas de Leucaena leucocephala.
METODOLOGÍA
Se realizó la evaluación de la hidratación, conductividad eléctrica, y porcentaje de germinación de las
semillas de L. leucocephala con o sin la inoculación de R. tropici, en condiciones normales o en presencia
de fenantreno a 60, 80 y 100 mg L-1
. Cada tratamiento tuvo tres repeticiones con 25 semillas por
repetición. Los experimentos se formaron con nueve tratamientos, con grupos de 12 y 13 semillas por
tratamiento: Testigo (T), Sin escarificar (S), Rhizobium tropici (R), Fenantreno 60 mg L-1
(F60),
Fenantreno 80 mg L-1
(F80), Fenantreno 100 mg L-1
(F100), R + F60 (FR60), R + F80 (FR80), R + F100
(FR100). Las únicas semillas que no pasaron por el proceso de escarificación fueron las del tratamiento
sin escarificar (S).
Hidratación y porcentaje de germinación
Las semillas fueron escarificadas con ácido sulfúrico (H2SO4) por 15 min. Posteriormente, fueron
desinfestadas con alcohol por 30 segundos, se hicieron tres lavados con agua estéril, y se colocaron en una
solución de hipoclorito de sodio al 2% y se realizaron 5 lavados con agua estéril. La contaminación del
papel se realizó con soluciones de acetona con fenantreno a 60, 80 y 100 mg L-1
, de las que se aplicaron 6
mL de cada solución por cada papel hidrante (sanitas) y se dejaron secar a temperatura ambiente.
Una vez que las semillas fueron escarificadas y desinfestadas se pesaron 12 semillas por repetición, se
completaron 25 semillas y se colocaron en 2 sanitas diferentes previamente esterilizadas limpias o
contaminadas con las diferentes concentraciones de fenantreno. Una vez colocadas las semillas, en los
tratamientos con R. tropici se realizó la inoculación con 5mL de inoculante con 30 x 109 rizobios mL
-1;
mientras que los demás tratamientos, la sanita fue hidratada con agua estéril. Una vez que las 12 semillas
se pesaron y establecieron en cada tratamiento, las mismas 12 semillas fueron pesadas cada 8 horas,
además de que se evaluó la germinación de las 25 semillas por repetición hasta que la mayoría de los
tratamientos alcanzaron más del 50% de germinación.
Conductividad eléctrica
Las semillas fueron escarificadas con ácido sulfúrico (H2SO4) por 15 min. El fenantreno se diluyó en
alcohol a concentraciones de 60, 80 y 100 mg L-1
. Las semillas fueron desinfestadas con alcohol por 30
segundos en el caso de los tratamientos no contaminados se utilizó alcohol limpia mientras que en los
2
tratamientos contaminados con fenantreno se utilizaron las soluciones de fenantreno respectivamente. Se
esperó a secar el alcohol y las semillas de los tratamientos R o FR60-100 fueron sumergidas en el
inoculante de R. tropici (30 x 109 rizobios mL
-1) por 5 minutos. Las 25 semillas por tratamiento se
colocaron en vasos con 25 mL de agua desionizada, se esperaron 24 horas para la lectura de la
conductividad con un conductímetro OAKTON.
RESULTADOS
Las semillas de L. leucocephala empezaron a germinar a las 32 h, cuya estabilización se alcanzó a las 136
h, indicador de que se debía dejar de pesar las semillas (Figura 1). Las semillas sin escarificar alcanzaron
un porcentaje de humedad significativamente inferior (p<0.001) en comparación a los demás tratamientos
que fueron sometidos a la escarificación, y en este tratamiento, no fue posible identificar ninguna de las
fases de germinación. En los tratamientos escarificados únicamente se identificó una acelerada absorción
de agua, Fase I, durante las primeras 8 horas.
Figura 1. Curva de hidratación de las semillas de Leucaena. leucocephala por efecto de la inoculación con Rhizobium tropici y/o
por la aplicación de fenantreno en tres concentraciones. La línea transversal indica la Fase I, a las 32 horas las semillas empezaron
a germinar. (Tukey, α=0.05), n=12. Abreviaciones: S=Sin escarificar; T= testigo ; F60= fenantreno 60 mg L-1; F80= fenantreno
80 mg L-1; F100= fenantreno 100 mg L-1. Las figuras rellenas de negro indican tratamientos con Rhizobium tropici, figuras
rellenas de blanco indican tratamientos sin Rhizobium tropici.
El fenantreno y/o la presencia de R. tropici no alteraron el porcentaje de humedad de las semillas. Las
diferencias entre la conductividad eléctrica de los tratamientos fue muy poca, con fenantreno a 60 mg L-1
se observó un ligero aumento en la conductividad, mientras que con las otras concentraciones de
3
fenantreno disminuyó ligeramente la conductividad. En el caso de las semillas tratadas con R. topici +
fenantreno 100 mg L-1
se observó una mayor disminución, sin embargo, las semillas sin escarificar fueron
las únicas que obtuvieron una conductividad significativamente menor (Figura 2).
Figura 2. Conductividad eléctrica de las semillas de Leucaena leucocephala bajo la inoculación con Rhizobium tropici y/o la
aplicación de fenantreno en tres concentraciones. Letras idénticas sobre las barras indican que no hay diferencias significativas.
(Tukey, α=0.05), n=4. Abreviaciones: S= sin escarificar, T= testigo, F60= fenantreno 60 mg L-1, F80= fenantreno 80 mg L-1,
F100= fenantreno 100 mg L-1.
Figura 3. Porcentaje de germinación a las 136 horas de las semillas de Leucaena leucocephala por efecto de la inoculación con
Rhizobium tropici y/o la aplicación de fenantreno en tres concentraciones. El asteriscto sobre las barras indica que hay diferencias
significativas en el porcentaje de germinación. Tukey, α=0.05), n=25. Abreviaciones: S= sin escarificar, T= testigo, F60=
fenantreno 60 mg L-1, F80= fenantreno 80 mg L-1, F100= fenantreno 100 mg L-1.
AB
C
AB A AB AB
A
AB
B
*
4
A las 136 horas, las semillas sin escarificar (S) alcanzaron un porcentaje de germinación de tan solo el
53% (p<0.001), mientras que los demás tratamientos sobrepasaron el 70% (Figura 3). A pesar de no ser
significativo se observó una ligera disminución en los porcentajes de germinación a partir de las
concentraciones a 80 mg L-1
.
DISCUSIÓN
Típicamente las semillas de leguminosas presentan dormancia que es causada por las cubiertas (testas)
duras [9], por lo que se han utilizado técnicas como la escarificación manual, térmica y con H2SO4 para
adelgazarlas [10, 11]. La escarificación con H2SO4 resulto ser muy efectiva ya que sin ella se dificulta la
absorción de agua impidiendo que las semillas de L. leucocephala salgan de su estado de dormancia; lo
cual se vio reflejado por una conductividad baja y por la disminución en el porcentaje de germinación. En
los tratamientos donde las semillas de L. leucocephala fueron escarificados se observó una acelerada
absorción de agua en las primeras ocho horas, y a partir de este tiempo la absorción de agua fue gradual,
los primeros indicios de germinación se observaron a las 32 horas y se prologó a las 136 horas. En
semillas frescas de L. leucocephala se observa que la acelerada absorción de agua ocurre en las primeras
ocho horas (Fase I), mientras que la reactivación del metabolismo se caracteriza por una absorción
ligeramente constante que se observa a partir de las ocho hasta las veinticinco horas (Fase II) y finalmente
la absorción de agua vuelve a aumentar hasta que ocurre la germinación (Fase III) [12]. Conforme el
periodo de almacenamiento de las semillas es mayor pierden su vigor alterando la uniformidad en la
germinación y disminuyendo el porcentaje de germinación [13,14]. Los resultados obtenidos indican que
las semillas utilizadas llevaban un largo periodo de almacenamiento pero a pesar de esto, las semillas
alcanzaron un alto porcentaje de germinación (>70%); no obstante, el fenantreno o la inoculación con R.
tropici no afectó el porcentaje de hidratación ni el de germinación.
Los efectos de los hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPA) sobre la germinación de semillas aún no
están bien definidos ya que ésta depende de varios factores, como la especie de plantas que se utilice, tipo
de HPAs, y el grado de la contaminación en el sustrato [15,16,17]. Los porcentajes de germinación de L.
leucocephala no fueron afectados por ninguno de los tratamientos; posiblemente, mayores
concentraciones de fenantreno puedan afectar su germinación al observarse una ligera disminución a partir
de 80 mg L-1
. Es necesario evaluar el desarrollo posterior de estas plántulas como evaluar la germinación
en suelos contaminados naturalmente.
5
CONCLUSIONES
Las semillas de L. leucocephala tienen cierto grado de tolerancia al fenantreno ante concentraciones de
hasta 100 mg L-1
. El fenantreno y/o la inoculación con R. tropici no se interponen en la absorción de agua
en las semillas de L. leucocephala por lo que no alteran los porcentajes de germinación, lo que convierte a
esta planta en una candidata para utilizarla en la remediación de suelos contaminados con fenantreno.
REFERENCIAS
[1] IRASTORZA T., I.; GONZÁLEZ V., D.; BARBOSA J., I., N.; GUTIÉRREZ L., G., G. 2008. Porspectiva de
Pteróleo Crudo 2008 - 2017. Secretaría de energía. Gobierno Federal de México. pp 12-17, 143-145.
Disponible en: http://www.sener.gob.mx/webSener/res/PE_y_DT/pub/Prospectiva%20PC%202008-
2017.pdf
[2] (ATSDR) Agency for Toxic Substances and Disease Registry. 1995. U.S. Department of health and human
services, Public Health Service. Toxicological Profile for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons.
[3] SHELTON H., M.; BREWBAKER J., L. 1999. Leucaena leucocephala – the most widely used forage tree
legume. Disponible en: http://www.fao.org/ag/AGP/AGPC/doc/Publicat/Gutt-shel/x5556e06.htm
[4] ZÁRATE S. 1987. Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit subsp. Glarata (Rose). Phytology. 63(4):304-306.
[5] DOTY S., L.; SHANG Q., T.; WILSON A., M.; TANGEN J.; WESTERGREEN A.; NEWMAN L., A.;
STRANS S., E.; GORDON M., P. 2000. Enhanced metabolism of halogenated hydrocarbons in transgenic
plants containing mammaliam P450 2E1. Proceedings of the National Academy of Sciences. 97:6287-6291.
[6] WERNER D. 2008. Carbon cycles, nitrogen fixation and the legume-rhizobia symbiosis as soil contaminant
biotest system. Journal of Forestry Research 5(1):37-51.
[7] LIU A.; Dalpé Y. 2009. Reduction in soil polycyclic aromatic hydrocarbons by arbuscular mycorrhizal leek
plants. International Journal of Phytoremediation. 11: 39-52.
[8] VERDIN A.; LOUNNÉS-HADJ A.; FONTAINE J.; GRANDMOUGIN-FERJANI A.; DURAND R. Effects of
anthracene on development of an arbuscular mycorrhizal fungus and contribution of the symbiotic
association to pollutants dissipation. Mycorrhiza. 16:397-405.
[9] GONZÁLEZ Y.; REINO J.; MACHADO R. 2009. Dormancia y tratamientos pregerminativos en las semillas de
Leucaena spp. cosechadas en suelo ácido. Scielo. Disponible en:
http://scielo.sld.cu/pdf/pyf/v32n4/pyf05409.pdf
[10] GONZÁLEZ Y.; SÁNCHEZ J.; A.; REINO J.; MUÑOZ B.; MONTEJO L. 2008. Efectos combinados de
escraificación y de hidratación parcial en la germinación de semillas frescas de leguminosas. Pastos y
Forrajes, Matanzas 31(4). Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-
03942008000400002
[11] SÁNCHEZ J., A.; SÁNCHEZ J.; A.; MUÑOZ B.; REINO J.; L. MONTEJO L. 2002. Efectos combinados de
escarificación y de hidratación parcial en la germinación de semillas envejecidas de leguminosas. Scielo.
Disponible en
http://ict.udg.co.cu/FTPDocumentos/Literatura%20Cientifica/Maestria%20Nutricion%20Animal/9.%20RE
VISTAS%20CIENTIFICAS/Revista%20Pastos%20y%20Forrajes%202005/Vol26(1)/PyF26-
1jasanchez.pdf
6
[12] REINO M., J.; 2005. Efectos de tratamientos de hidratación – deshidratación y de choque ácido sobre la
germinación y emergencia en Leucaena leucocephala. Universidad de matanzas “Camilo Cienfuegos”. pp 1-
42.
[13] BEWLEY J., D.; BLACK M. 1994. Seeds: physiology of development and germination. Cap I Seeds:
germination, structure and composition. New York, USA. Plenum. pp 3-4.
[14] SALINAS A., R.; YOLDJIAN A., A., M.; CRAVIOTTO R., M.; BISARO V. 2001. Pruebas de vigor y calidad
fisiológica de semillas de soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 36(2): 371-379.
[15] ADAM G.; DUNCAN H. 2002. Influence of diesel fuel on seed germination. Environmental Pollution. 120 :
363-370.
[16] REYNOSO-CUEVAS L.; GALLEGOS-MARTÍNES M., E.; CRUZ-SOSA F.; GUTIÉRREZ-ROJAS M. 2008.
In vitro evaluation of germination and growth of five plant species on medium supplemented with
hydrocarbons associated with contaminated soils. Bioresource Technology 99:6379-6385.
[17] MAILA M., P.; CLOETE T., E. 2002. Germination of Lepidium sativum as a method to evaluate polycyclic
hydrocarbons (PAHs) removal from contaminates soil. International Biodeterioration & Biodegradation. 50
: 107-113.
1
EVALUACION DE LA TOLERANCIA A NaCl EN POBLACIONES
NATIVAS DE JITOMATE (Lycopersicum esculentum Mill)
Sanjuan Lara Felipe1, Sánchez García Prometeo
2, Vallejo Ramírez Porfirio
2, Livera Muñoz
Manuel2, C. Sandoval Villa Manuel
2 y Carrillo Rodríguez José C.
3
1Estudiante de Doctorado Fisiología Vegetal,
2Profesores investigadores del Colegio de postgraduados Montecillo
Estado de México, 3 Profesor investigador del Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca.
INTRODUCCION
En México, 30% de los 5.5 millones de hectáreas que son irrigadas están afectadas por la salinidad. Las
variedades comerciales actuales de jitomate presentan tolerancia intermedia a la concentración de sales en
el suelo durante su desarrollo y producción [1]. [2] la mayor sensibilidad a la salinidad se presenta en la
germinación de las semillas, tanto en formas silvestres como cultivadas principalmente en estado de
plántula y en menor medida en estado adulta [3]. El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo
principal evaluar 48 familias nativas de jitomate y dos testigos comerciales, en cinco niveles de
conductividad eléctrica en solución nutritiva.
MATERIALES Y METODOS
El estudio se llevó a cabo en las instalaciones del Colegio de Postgraduados, Montecillo, Estado de
México. Se evaluaron 48 familias de jitomate (Lycopersicon esculentum Mill) derivadas de una población
nativa del estado de Puebla, y seleccionadas con base en sanidad de planta, precocidad, diámetro de tallo
y número de frutos por racimo, como parte del programa de mejoramiento de poblaciones autóctonas, en
el proyecto valoración integral de la diversidad de Poblaciones Nativas de Jitomate Mexicano
(CONACYT), en el Postgrado de Recursos Genéticos y Productividad-Genética, Colegio de
Postgraduados y dos testigos comerciales (Sun 7705 y Nun 290). Las semillas se pre-germinaron con una
solución de nitrato de potasio y se sembraron en charolas de plástico de 200 cavidades, se regó con agua
destilada desde la siembra hasta la germinación. Las plántulas se regaron diariamente con una solución
nutritiva Steiner preparada con agua destilada y además NaCl en concentraciones de 22 mM, 44 mM, 66
mM, 88 mM y 109 mM; 23 días después se incremento a 31 mM, 53 mM, 75 mM, 97 mM y 119 mM con
objeto de acentuar la respuesta a la salinidad. Se realizaron dos muestreos destructivos para evaluar la
materia seca. La materia seca total (g d-1
) se pesó en una báscula analítica modelo 100A. Con los
promedios de la materia seca total se calculó el índice de intensidad de salinidad con la siguiente ecuación:
IIS= 1-Xss/Xns. Donde: SS= materia seca en plantas estresadas. NS= materia seca en plantas no estresadas
[4]; y con este valor se calculó el índice de susceptibilidad a la salinidad en la forma siguiente: ISS= (1-
YSS/YNS)/IIS.
2
La tasa relativa de crecimiento en raíz se estimó a partir de la masa seca con la relación: TRC= (Ln MS2 –
Ln MS1)/Dt Donde: TRC= tasa relativa de crecimiento; Ln MS1= Logaritmo neperiano de la masa seca
inicial; Ln MS2= Logaritmo neperiano de la masa seca final; y Dt= días desde que se iniciaron y hasta que
finalizaron los tratamientos salinos [2]. Las poblaciones se distribuyeron con base en un diseño de bloques
completos al azar. Los datos se analizaron con el programa SAS realizándoles un ANOVA y comparación
de medias (Tukey ≤ 0.05).
RESULTADOS Y DISCUSION
Acumulación de materia seca. La acumulación de materia seca (Cuadro 1) en plántulas de jitomate fue
mayor en el tratamiento con 31 mM de NaCl; sin embargo, en el resto de los tratamientos evaluados la
materia seca decrece de manera gradual, debido al efecto del NaCl y el envejecimiento de las plántulas de
jitomate. En la concentración de 119 mM los testigos Nun 290 y Sun 7705 son los más afectados (0.2305
g d-1
y 0.2238 g d-1
). Los Resultados de [3] indican que el estrés hídrico temprano impuesto por el NaCl
restringe el crecimiento vegetativo y desarrollo del área foliar, afectando la producción de biomasa total
en el cultivo de pimiento.
Cuadro 1. Comparación de medias de materia seca total en cinco niveles de Conductividad eléctrica,
generadas por NaCl en plántulas de jitomate a los 42 días después de la germinación.
Conductividad eléctrica
CE= 4 (31mM) CE= 6 (53 mM) CE= 8 (75 mM) CE= 10 (97 mM) CE= 12 (119 mM)
Fam. g d-1
Fam. g d-1
Fam. g d-1
Fam. g d-1
Fam. g d-1
35 0.7066* 36 0.5339 a 82 0.4613a 124 0.3895a 82 0.4343a
5 0.6197ab 52 0.5323a 72 0.4067a 20 0.3806a 28 0.4024ab
36 0.6066abc 82 0.5210a 28 0.4027a 22 0.3587a 77 0.4000ab
82 0.5953abcd 20 0.5022a 43 0.3852a 74 0.3534a 10 0.3998abc
44 0.5873abcde 76 0.4804a 35 0.3811a 25 0.3465a 36 0.3746abc
34 0.5816abcdef 34 0.4707a 76 0.3751ab 82 0.3299a 25 0.3716abc
114 0.5734abcdef 10 0.4373a 124 0.3711ab 28 0.3282a 97 0.3496abc
134 0.5682abcdefg 43 0.4320ab 36 0.3670ab 65 0.3265a 124 0.3427abc
10 0.5630abcdefgh 7705 0.4271ab 27 0.3544abc 66 0.3259a 134 0.3421abc
7705 0.4872abcdefghi 28 0.4180ab 7705 0.3538abc 290 0.3048ab 7705 0.2305bcde
290 0.2232klm 290 0.2364abc 290 0.2363abc 7705 0.2557ab 290 0.2238bcde
C.V : 17.30
* Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey ≤ 0.05). CE= Conductividad eléctrica expresada en
dS/m. C.V.= Coeficiente de variación.
En un estudio con arroz (Oryza sativa) en estado juvenil de la planta, a los siete días de exposición al
NaCl en la solución a una concentración de 100 mM, este mostró ligera reducción de materia seca,
3
después de transcurridos 14 días, la acumulación de materia seca de las variedades LP7 y J-104 se redujo
aproximadamente a la mitad en comparación con plantas crecidas en condiciones normales [4].
Índice de susceptibilidad a la salinidad (ISS). El índice de susceptibilidad a la salinidad indica la
aculacion o reducción de materia seca, donde a mayor susceptibilidad menor crecimiento y desarrollo de
las plantas, lo que reduce la acumulación de materia seca. Los resultados obtenidos no muestran
diferencias estadísticas en las concentraciones de 53 mM y 75 mM, ya que los índices de susceptibilidad
son relativamente bajos; en las concentraciones de 97 mM y 119 mM se encontraron índices altos (Cuadro
2). El testigo comercial Sun 7705 presentó índices de susceptibilidad mayores que las familias derivadas
de la población nativa, el testigo comercial Nun 290 fue más tolerante a la salinidad que Sun 7705 pero
inferior a familias como 41, 28 y 79.
Cuadro 2. Significancia del índice de susceptibilidad a la salinidad en plántulas de jitomate, 42 días
después de la germinación. Montecillo, Estado de México. 2010.
Conductividad eléctrica
CE= 10 dS/m ( 97 mM) CE= 12 dS/m (119 mM)
Familia ISS Familia ISS
41 0.2025 b* 79 0.0965 b
290 0.2560 b 28 0.1149 ba
74 0.2628 b 290 0.1575 ba
118 0.4060 b 118 0.1995 ba
38 0.4091 b 55 0.2423 ba
105 0.4267 b 77 0.3428 ba
20 0.4762 b 102 0.5254 ba
102 0.5180 b 99D 0.5694 ba
45 0.5628 b 120 0.5736 ba
107 0.5927 ba 25 0.5882 ba
7705 1.1436 ba 7705 1.5560 ba
42 2.5660 a 7 2.1329 a
C:V (%)= 42.20
* Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey ≤ 0.05). CE= Conductividad eléctrica
expresada en dS/m. C.V.= Coeficiente de variación.
Tasa relativa de crecimiento (TRC) de raíz. En los (cuadro 3 y 4) se muestra las diferencias entre
tratamientos en 31 mM y 53 mM de NaCl la TRC es mayor en la raíz. En las concentraciones de 75 mM,
97 mM y 119 mM las familias fueron más afectadas en la TRC, sin embargo mantuvieron ritmo de
crecimiento en los últimos tres niveles de salinidad. Los resultados pueden explicarse por el hecho de que
en condiciones optimas de crecimiento, la mayor parte de los fotoasimilados se destina a la parte aérea,
4
mientras que en condiciones de estrés osmótico, se incrementa la distribución de recursos energéticos
hacia la raíz [6].
Cuadro 3. Significancia de la TRCR en plántulas de jitomate a 42 días después de la germinación.
Conductividad eléctrica
CE= 4 dS/m (31 mM) CE= 6 dS/m (53 mM) CE= 8 dS/m (75mM)
Familia TRCR (g g-1
d-1
) Familia TRCR (g g-1
d-1
) Familia TRCR (g g-1
d-1
)
114 0.0588 a 37 0.0557 a 105 0.0362 a
124 0.0563 a 65 0.0485 ab 107 0.0362 a
77 0.0480 ab 99H 0.0450 abc 45 0.0361 a
112 0.0474 abc 82 0.0412 abcd 94 0.0272 ab
20 0.0444 abcd 27 0.0404 abcde 27 0.0269 ab
45 0.0411 abcde 114 0.0370 abcdef 111 0.0269 ab
22 0.0317 bcde 111 0.0363 abcdefg 72 0.0268 ab
99H 0.0311 bcde 55 0.0359 abcdefgh 5 0.0264 ab
Nun 290 0.0285 bcdefg Sun 7705 0.0119 fghij Sun 7705 0.0121 bcd
Sun 7705 0.0259 bcdefg Nun 290 0.0112 ghij Nun 290 0.0100 bcd
36 0.0071 g 99D 0.0067 J 38 0.0036 d
CV= 33.65
* Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey ≤ 0.05). CE= Conductividad eléctrica
expresada en dS/m. C.V.= Coeficiente de variación.
Cuadro 4. Significancia de la TRCR en plántulas de jitomate a 42 días después de la germinación.
Conductividad eléctrica
10 dS/m (97 mM) 12 dS/m (119 mM)
Familia TRCR (g g-1
d-1
) Familia TRCR (g g-1
d-1
)
105 0.0405 a 52 0.0413 a
134 0.0342 ab 124 0.0345 ab
63 0.0325 abc 99H 0.0335 abc
111 0.0320 abcd 110 0.0333 abcd
52 0.0315 abcd 118 0.0293 abcde
7705 0.0302 abcde 72 0.0291 abcdef
44 0.0287 abcdef 111 0.0279 abcdefg
55 0.0281 abcdefg 7 0.0259 abcdefgh
112 0.0275 abcdefgh 290 0.0223 bcdefghijk
Nun 290 0.0229abcdefghij Sun 7705 0.0189 bcdefghijklm
82 0.0046 j 65 0.0044 m
CV.= 33.41
CV.= 31.83
* Medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey ≤ 0.05). TRCR= Tasa Relativa de
Crecimiento en Raíz. CE= Conductividad eléctrica expresada en dS/m. C.V.= Coeficiente de variación.
5
Las familias 52, 124, 99H, 110, 118, 72, 111 y 7 fueron las más sobresalientes en la conductividad
eléctrica de 12 dS/m (119 mM) al presentar mayor crecimiento en raíz, siendo los más afectados los
testigos comerciales Sun 7705 y Nun 290.
CONCLUSIONES
En la concentración de 119 mM los testigos Nun 290 y Sun 7705 fueron más afectados por la salinidad en
la acumulación de materia seca total (0.2305 g d-1
y 0.2238 g d-1
). Las 48 familias de jitomate en las
concentraciones de NaCl de 31 mM y 75 mM no mostraron susceptibilidad a la salinidad, la familia 79 fue
la de menor susceptibilidad en la concentración de 119 mM. La TRC en raíz presentó diferencias
estadísticas en 31 mM y 53 mM de NaCl en las que se observa mayor TRC en la raíz. En concentraciones
de 75 mM, 97 mM y 119 mM las familias se vieron más afectadas por la salinidad al reducir la TRC, aun
cuando estas mantuvieron un ritmo de crecimiento en sus raíces en los últimos tres niveles de salinidad.
AGRADECIMIENTOS
Dr. Porfirio Ramírez Vallejo. Responsable del proyecto “valoración integral de la diversidad de
Poblaciones Nativas de Jitomate Mexicano” (CONACYT), en el Postgrado de Recursos Genéticos y
Productividad-Genética, Colegio de Postgraduados. Por facilitarnos las poblaciones nativas de jitomate.
LITERATURA CITADA
1. BRONWYN, J; VERA, E. R; BALDERAS, E.; PANTOJA O. 2007. Mecanismos de tolerancia a la
salinidad en plantas. Biotecnología VI 4CS3.indd 264p.
2. CAPULÍN, G. J.; NUÑEZ, E. J.; SÁNCHEZ, G. R.; MARTÍNEZ, G. P.; HERNÁNDEZ, M. A. S. 2005.
Producción de jitomate con estiércol liquido de bovino acidulado con ácidos orgánicos e inorgánicos. Terra
Latinoamericana, Vol. 23, Num. 2. Universidad Autónoma Chapingo México. 242 p.
3. GOYKOVIC, C. V., SAAVEDRA, R. C. 2007. Algunos efectos de la salinidad en el cultivo del tomate y
prácticas agronómicas de su manejo. IDESIA (Chile) Vol. 25, Nº 3. Pp. 53 y 55.
4. MORALES, D.; RODRIGUEZ, P.; SANCHEZ, B. MA.; TORRECILLAS, A. 2002. Respuesta a la
salinidad de tres variedades de tomate (Lycopersicon esculentum Mill). Cultivos Tropicales. Vol. 23. No. 3.
75p.
5. RAMOS M., GUZMAN M., CASTELLANOS J., 2004. Salinidad sódica en el desarrollo vegetativo y
reproductivo del pimiento. TERRA Latinoamericana, Vol. 22. 190p.
6. MORALES D., BOLARIN M., CAYUELA E. (2006). Respuesta de plantas de arroz (Oryza sativa L.) a la
aplicación de diferentes niveles de NaCl. I. Crecimiento y relaciones hídricas. Cultivos Tropicales, Vol.27,
No. 4. 28 p.
7. BLUM A. Y SULLIVAN C. 1997. The effect of plant size on wheat response to agents of drought stress. I.
Root drying. Aust. J. Plant Physiol., Vol. 24 p.
FISIOLOGÍA Y MANEJO DEL HIGO (Ficus carica L.) EN
PRODUCCIÓN FORZADA BAJO CUBIERTA PLASTICA
M.C. Victor Manuel Mendoza Castillo
1 Dr. Guillermo Calderón Zavala
2 Dra. Ma.
Del Carmen Mendoza Castillo2
Dr. Tito Vázquez Rojas2 Dr. Amalio Santacruz
Varela2
Dr. Efraín Contreras Magaña3
1) Estudiante de doctorado en Fisiología Vegetal del Colegio de Posgraduados, cita en montecillo, Méx.
2) Profesores del Colegio de Posgraduados cita en Montecillo, México.
3) Profesor-Investigador de la Universidad Autónoma Chapingo, cita en Chapingo, México.
e-mail [email protected]
INTRODUCCIÓN
El higo es un frutal muy importante por ser un complemento para la nutrición humana, al
aportar compuestos energéticos en forma de almidones y azúcares como la glucosa y fructuosa
[1]. Además, suministra cantidades importantes de minerales necesarios para el metabolismo,
siendo el P, K, Ca, Mg, Na, Fe y Zn los que se encuentran en mayor concentración [2].
A nivel mundial, el cultivo del higo ha alcanzado altos niveles de importancia económica, como
en Turquía, Italia, España, Japón, Brasil y Argentina, donde se han realizado estudios sobre
espaciamiento, podas, cultivares, fertilización, control de plagas y enfermedades, cosecha y
empacado [3], permitiendo con ello el desarrollo de tecnología para la producción y el manejo
poscosecha, con la cual es posible obtener altos rendimientos, vigor y calidad del fruto [4].
Los avances tecnológicos en los principales países productores, han generado una competencia
en la producción de higo seco entre Italia y Turquía, conduciendo a la primera a desarrollar
propuestas de normas para la certificación y publicación de resultados de estudios para
identificar y registrar biotipos de higos locales, mediante el uso de descriptores y marcadores
moleculares [5]; por lo que, el desarrollo de este cultivo ha exigido a los gobiernos implementar
amplios programas para cubrir las necesidades de capacitación de los productores, en control de
plagas y enfermedades, fertilización, riego, sistemas de plantación, selección de suelos e
indicadores de cosecha.
En México la producción de frutas para el consumo nacional se restringen a temporadas de
cosecha reducidas, por lo que el espacio de mercado incrementa la posibilidad de importar
grandes volúmenes de frutos de diferentes especies, incluyendo al higo, planta con excelente
capacidad de adaptación en la República Mexicana, pues se cultiva en huertos familiares en
todas las regiones ecológicas del país.
Para proponer al higo como un cultivo en grandes extensiones, es necesario desarrollar líneas de
investigación que fundamenten la divulgación tecnológica de esta especie, en aras de dar
respuesta a los mercados regionales demandantes de este producto. Es, además, importante
documentar las respuestas fisiológicas a nivel de planta completa en sistemas intensivos de
producción bajo cubiertas plásticas, para mejorar su producción.
Objetivo general
Generar tecnologías para el manejo y producción intensiva del cultivo del higo y su efecto en la
fisiología de la planta bajo cubierta plástica.
Objetivos particulares
Evaluar diferentes sistemas de desfasamiento de cosecha mediante el manejo de fecha
de poda y aplicaciones de promotores de la brotación como cianamida de hidrógeno y
thidiazurón bajo cubierta plástica.
Determinar el patrón de intercambio de CO2 de plantas completas de higo y la
distribución de la biomasa generada hacia los órganos de la planta bajo diferentes sistemas
de manejo en producción forzada bajo macro túneles plásticos.
Evaluar la eficacia de diferentes técnicas de propagación vegetativa por estacas para la
obtención de plantas de calidad.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización del sitio experimental
La investigación se realizará de enero de 2010 a diciembre de 2011, en un invernadero del
Campus Montecillo del Colegio de Posgraduados, , el cual se localiza a 19º54’30” de latitud
norte, 98º54’14” de longitud oeste y una altura de 2240 msnm.
Material vegetal
Se estudiará el cultivar “Mission”, de epicarpio negro y pulpa púrpura, obtenido a partir de
plantas establecidas en un invernadero del Colegio de Posgraduados.
Establecimiento de los experimentos
Se establecerán 3 experimentos, el primero para comparar diferentes métodos de enraizamiento
de estacas, el segundo para evaluar los tiempos de poda y desfasamiento de la cosecha sobre
crecimiento, fisiología y producción de fruto y el tercero para determinar el efecto del pinchado
a diferente número de nudos sobre la fisiología y el rendimiento del cultivo.
Diseño experimental
Se realizarán 3 experimentos, dos (experimento 1 y 3) bajo un diseño completamente al azar y
uno (experimento 2) bajo un diseño completamente al azar con dos factores de estudio: A.
tiempo de poda con 3 niveles (1 de noviembre, 1 de diciembre y 1 de enero) y B. aplicación de
promotores de la brotación) a) cianamida de hidrógeno, b) thidiazurón y c) sin aplicación. En
todos los casos se utilizarán cinco repeticiones, una planta como unidad experimental.
Experimento 1. Enraizamiento de estacas: cada unidad experimental se establecerá en una
caja de plástico de 60x40 cm de superficie y 30 cm de altura, a la cual se le colocará un material
plástico por el interior con perforaciones en el fondo para favorecer el drenaje. En el interior se
le colocará una capa de graba gruesa de 10 cm, posteriormente una capa de tezontle delgado de
10 cm y en la parte superficial se le agregará una capa de vermicomposta de 10 cm donde se
establecerán las estacas. Los factores de variación a evaluar serán: estacas de ápice colectadas
del extremo apical de las ramas de 15 cm de longitud, estacas de madera suave, colectadas de la
parte intermedia de las ramas de un año y estacas de madera dura, colectadas de la base de las
ramas de un año. Previo al establecimiento las estacas serán preparadas con cortes en la base, se
sumergirán en una solución con enraizador y surfactante fijador. A cada unidad experimental se
le aplicará un riego ligero diariamente y se le cubrirá la parte superior con un plástico para
evitar la evaporación y conservar una atmosfera húmeda para que las estacas no se deshidraten.
Variables respuesta: a los 60 días de establecido el experimento se cuantificarán: número de
raíces, longitud máxima de las raíces, longitud de la estaca, diámetro de la base de la estaca,
número de brotes, longitud de los brotes, número de hojas y área foliar por brote. Se
determinará la acumulación de materia seca en cada uno de los componentes de las nuevas
plantas. Se calculará el Peso Especifico de Hoja y la proporción de de materia seca acumulada
en raíz; asimismo, se realizará una determinación del contenido de almidón en raíces.
Experimento 2. Poda y desfasamiento de la cosecha: se establecerá un experimento
completamente al azar con 2 factores: A. Tiempo de poda con 3 niveles (1 de noviembre, 1 de
diciembre y 1 de enero) y B. Aplicación de promotores de la brotación con 3 niveles
(cianamida de hidrógeno, thidiazurón y sin aplicación). Se utilizarán 45 macetas de 50 cm de
diámetro por 50 cm de altura, con un sustrato de 90 % de arena de tezontle y 10 % de
vermicomposta, colocadas a 1.5 m entre hileras y 0. 60 m entre plantas. Para uniformizar la
nutrición se instalará un sistema de fertirriego y se aplicará (quincenalmente) la fórmula 15-30-
15 a razón de 30 g por maceta.
Variables respuesta. Altura de planta, porcentaje de brotación, número de brotes productivos
(ramas) por planta, días a inicio de fructificación y maduración de frutos, días a fin de
fructificación y maduración de frutos, número de frutos por rama, frutos por planta, rendimiento
por planta, rendimiento por m2
, calidad de fruto (peso fresco de fruto, firmeza y contenido de
sólidos solubles totales). Se determinará además el patrón de cosecha, mediante el registro de
número y peso de frutos colectados en cada corte durante 6 meses, en cada tratamiento para
evaluar su efecto en la concentración de la producción.
Se medirá la tasa de fijación de CO2 y transpiración a nivel de planta completa (toda la parte
aérea) de las plantas en tratamiento. El procedimiento requerirá de la modificación del sistema
propuesto por Corelli-Grapadelli y Magnanini (1993) y que ha sido usado en otros cultivos
como manzano. Será necesaria la construcción de cámaras para la medición del intercambio de
gases. Las cámaras serán fabricadas con plástico transparente Mylar de calibre de 0.025 mm.
(de Du Pont Co, Wilmington, Del). Las dimensiones se determinan antes de su construcción, de
acuerdo al tamaño de las plantas en las que serán usadas las cámaras. El sistema es abierto de
medición de fotosíntesis neta (el CO2 asimilado en fotosíntesis menos el gastado en respiración
de todas las partes aéreas encerradas en la cámara); un flujo de aire se hace entrar en la cámara
por la parte de abajo y sale por la parte superior. El aire es impulsado por una bomba con motor
eléctrico a través de una tubería de PVC. Este flujo será cuidadosamente medido en el centro del
tubo de PVC con un micro anemómetro conectado a un equipo Solomat MPM510e (Solomat
Neutronics Co. Norwalk, Conn).
El diferencial de CO2 y H2O entre la entrada y la salida de la cámara será medido con un
analizador de gases al infrarrojo sistema portátil de fotosíntesis CIRAS para medir Intercambio
neto de CO2 y H2O.
La tasa de intercambio neto de CO2 será calculada considerando el volumen de aire que entra a
la cámara por unidad de tiempo (flujo) durante las mediciones. Adicionalmente se registrará la
temperatura del aire en el centro de la cámara; para ello se instalará un sensor de temperatura
(termocople) dentro de la cámara. Asimismo, se medirá la radiación fotosintéticamente activa
con un sensor de quantum LI-190SA conectado a un medidor de luz LI-250A (LI-COR,
LIncoln, Neb. EUA). Las mediciones se realizarán en forma mensual por 5 meses a partir de los
2 meses de aplicados los tratamientos. Adicionalmente, para determinar y comparar el patrón
diario de la fotosíntesis de la planta completa, se dejará el sistema funcionando en los 9
tratamientos (al menos en una planta) durante 24 horas para obtener valores horarios de la tasa
de fotosíntesis.
Al final del experimento, a los 7 meses de su inicio, se muestrearan destructivamente las plantas
para obtener la acumulación de materia seca total por planta y por órgano. Para ello, se obtendrá
el peso seco de cada componente como raíz, tallo viejo, tallos nuevos, hojas y flores/frutos con
la ayuda de una estufa de secado a 70ºC; se muestrearan las 5 repeticiones. El peso seco de
frutos se irá determinando en cada corte para tener al final el acumulado en frutos; con ello y el
peso total por planta se estimará el Índice de Cosecha (peso seco de frutos entre peso seco total
de la planta) de cada tratamiento. Antes de llevar las hojas a la estufa, se les medirá el área foliar
mediante integrador de área foliar LI-COR modelo LI-3100.
Experimento 3: Pinchado a diferente número de nudos: las plantas se establecerán en 25
macetas de plástico de 50 cm de diámetro por 50 cm de altura con un sustrato compuesto por 50
% de vermicomposta y 50 % de arena. Se manejarán con ocho ramas productivas y se colocarán
a un distanciamiento de 1.5 m entre hileras y 0.6 m entre plantas. Los tratamientos serán el
pinchado a 6, 12, 18, 24 y 30 nudos. Se instalará un sistema de fertirriego por goteo aplicando la
fórmula de fertilización 15-30-15, a razón de 30 g por planta semanalmente. Cercano a la
maduración de fruto, se asperjará semanalmente con nitrato de calcio al 3 %.
Variables respuesta: altura de rama, frutos por rama, frutos por planta, días a maduración,
volumen del fruto, peso fresco del fruto, peso seco del fruto, sólidos solubles totales,
rendimiento por planta y rendimiento por m2 y firmeza y contenido de sólidos solubles totales
como parámetros de calidad de fruto.
La tasa de intercambio de gases en planta completa y la producción, acumulación y distribución
de materia seca por efecto de tratamientos se determinará en forma similar a lo descrito en el
Experimento 2.
Análisis estadístico
Para cada uno de los experimentos, los datos obtenidos serán sometidos a análisis de varianza y
comparación múltiple de medias con la prueba de Tukey, para lo cual se utilizará el paquete
estadístico SAS para computadora personal (SAS, 1999-2000, versión 8.1). La representación
gráfica de los datos se realizará con el programa SigmaPlot de Jandel Scientific (versión 7.1),
para computadora personal.
LITERATURA CITADA
[1] Aljane, F.; Toumi, I.; Ferchichi, A. 2007. HPLC determination of sugars and atomic
absorption analysis of mineral salts in fresh figs of Tunisian cultivars. African Journal
of Biotechnology. 6:5:599-602.
[2] Saeed, M. A.; Sabir, A. W. 2005. Trace elements in the fruit of (Ficus carica L. and their
nutritional importance. Hamdard Medicus. 48:4:113-117.
[3] Maia de Sousa, R. M. 2003. Fig culture techniques. Acta Horticulturae. 605:99-101.
[4] Abrahão, E.; Alvarenga, Â. A.; Fráguas, J. C.; Silva, V. J. 2002. Fig crop (Ficus carica
L.) in Lavras Region, MG current situation and perspectives. Ciência e Agrotecnologia.
26:3:643-646.
[5] Monagheddu, M.; Chessa, I. 2002. Technological innovations to improve Italian
production of dried figs. Rivista di Frutticoltura e di Ortofloricoltura. 64:5:43-46.
IDENTIFICACIÓN Y CONTROL DE HONGOS FITOPATÓGENOS EN
POSTCOSECHA DE HIGO (Ficus carica L.)
M. C. Mayra T. García Ruiz1; Dr. J. Rodolfo García Nava
2; M. C. Victoria Ayala
Escobar3; Dr. Guillermo Calderón Zavala
4; Dr. Carlos Trejo López
2; Dra. Cecilia B.
Peña Valdivia2.; Dra. Ma. Carmen Ybarra Moncada
5
1Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal,
2Botánica,
3Fitosanidad-Fitopatología.
4Recursos
Genéticos y Productividad-Fruticultura. Colegio de Postgraduados. Km. 36.5 Carretera México-Texcoco,
Montecillo Edo. de México. 56230. 5Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo. Km. 38.5
Carretera México-Texcoco, Texcoco, Edo. de México. 56230.
Introducción
El higo es una especie frutícola tolerante a la sequía, se cultiva en regiones ecológicas diversas del
mundo, es nutritivo, energético y contiene compuestos anticancerígenos [1]. El fruto es climatérico,
altamente perecedero y notablemente susceptible a daños mecánicos. En postcosecha es atacado por
diversas clases de microorganismos, principalmente hongos toxigénicos como Aspergilus spp. y
Penicillium spp. [2], que provocan cambios bioquímicos y fisiológicos como la pérdida de peso,
modificación del color y sabor, ablandamiento excesivo e incremento de la producción de etileno.
Como consecuencia, la vida de anaquel de la infrutescencia es de sólo dos días [3]. El control de
patógenos se realiza con productos químicos con efectos residuales, lo que restringe la
comercialización del fruto por los efectos nocivos en la salud de los consumidores. En contraste, otros
productos denominados “seguros” no causan efectos negativos en la salud [3]. Los compuestos seguros
podrían ser una alternativa para el control de microorganismos y extensión de la vida útil del fruto. En
México se cultiva solo una variedad comercial y debido a la ausencia de tecnologías de manejo
postcosecha, las pérdidas ascienden al 50 % [4]. El objetivo de este estudio fue identificar la presencia
de algunos géneros de hongos que se desarrollan durante la postcosecha de higo y evaluar la
efectividad fungistática de diferentes compuestos seguros. Las hipótesis planteadas fueron que el nivel
de infestación con hongos es mayor en la epidermis que en el mesocarpio y que la carga microbiana del
fruto se reduce significativamente con la aplicación de ácido acético, bicarbonato de sodio y cloruro de
calcio, como fungistáticos.
Materiales y Métodos
Se evaluaron frutos del cultivar Black Mission, provenientes de plantas de tres años de edad,
establecidas a 1.5 m entre hileras y 0.5 m entre plantas, en un invernadero del Colegio de
Postgraduados en Montecillo, México. La cosecha se realizó en agosto de 2010, entre las 7:00 y 8:00
horas. El estudio se realizó con un diseño experimental factorial con asignación completamente al azar
con dos factores: tejido del fruto (T) y tratamiento fungistático (F) y diferentes niveles (T0: epidermis,
T1: mesocarpio, F0: testigo, F1: ácido acético en agua al 1 % (v:v), F2: bicarbonato de sodio en agua al
1 % (p:v), F3: cloruro de calcio al 1 % en agua (p:v)), con ocho combinaciones de tratamientos, 10
repeticiones de cada uno, y un fruto como unidad experimental. Los frutos maduros, divididos a la
mitad longitudinalmente, se sumergieron en las soluciones por dos minutos y se dejaron secar durante
una hora. Después se incubaron en una cámara húmeda durante tres días [5] a 23 (±0.3) oC. Con base
en la coloración del micelio desarrollado, se cuantificó el porcentaje de frutos contaminados y el
número de colonias desarrolladas en la epidermis y el mesocarpio. Posteriormente, se aislaron
muestras de cada colonia de los frutos contaminados y se inocularon en cajas Petri con medio de
cultivo selectivo para hongos (PDA). Los cultivos se incubaron durante cinco días [6] a 24 (±1.6) oC.
Inmediatamente después, se realizaron preparaciones con glicerol para diferenciar las estructuras de los
microorganismos bajo observación al microscopio electrónico, apoyándose en las claves de Barnett [7].
Finalmente, las cepas aisladas se transfirieron a un medio de cultivo nuevo para purificarlas y
conservarlas en refrigeración a 5 oC. La efectividad de los tratamientos fungistáticos se determinó
mediante comparación de medias LSD, después de realizar análisis de varianza con el paquete
estadístico SAS (versión 8.1). La representación gráfica de los datos se realizó con el programa
SigmaPlot (versión 10.1). La temperatura de incubación se determinó con un data logger Hoboware.
Resultados
La incubación de los frutos mostró que 100 % de ellos estaban contaminados con algún tipo de hongo.
En la epidermis se encontraron diferencias estadísticamente significativas en el número de colonias
formadas al tercer día de la evaluación entre el testigo y los antifúngicos (Figura 1). En el mesocarpio
apareció solo una colonia en todos los tratamientos. Esto indica que la contaminación del fruto ocurre
en la epidermis por ser la zona expuesta al ambiente externo del fruto, y, en general, los
microorganismos son incapaces de penetrar los tejidos.
La velocidad de crecimiento de los patógenos también mostró variaciones. Las primeras colonias en
aparecer fueron las que formaron un micelio filamentoso de color blanco con esporangios negros y otro
de color blanco opaco no filamentoso (primer día), después se observaron las de micelio aterciopelado
de color verde olivo (segundo día) y finalmente las de micelio algodonoso de color rosa (tercer día). El
cultivo de los microorganismos mostró que las colonias cuantificadas en la epidermis pertenecen a los
géneros Candida, Cladosporium, Fusarium y Rhizopus. En el mesocarpio solo se presentó Candida.
Figura 1. Crecimiento de hongos fitopatógenos en postcosecha de higos del cultivar Black Mission,
tratados con fungistáticos. Testigo (), ácido acético (), bicarbonato de sodio (),
cloruro de calcio (). Las barras representan el error estándar (n=10).
Los cuatro géneros pertenecen al grupo de los hongos imperfectos, los cuales se caracterizan por
desarrollar un micelio no cenocítico y septado con conidios, salvo en algunas excepciones. Candida
generalmente se encuentra en el suelo, forma conidios abundantes de forma ovoide, no septados,
parecidos a las levaduras. Cladosporium se distingue por sus conidios macro o seminematosos, de
color verde o marrón, lisos o granulados y normalmente forman cadenas. Fusarium puede ser parásito
o saprófito de las plantas, se diferencía por sus conidios en forma de canoa, con presencia de micro y
macroesporas. Rhizopus presenta un crecimiento abundante que invade por completo la caja Petri, sus
hifas son anchas, hialinas y sin tabiques, mientras que los esporangios son esféricos con columelas
grandes que semejan a los champiñones.
El análisis de varianza indicó que la zona de tejido del fruto analizado tuvo un efecto significativo en el
número de colonias desarrolladas (Tabla 1). Además, que los tratamientos fungistáticos produjeron
diferente efecto en el control de las poblaciones de microorganismos, y que la efectividad de los
antifúngicos dependió de la zona del tejido.
FV GL SC CM F Pr > F
T (tejido) 1 8.45 8.45 47.53 < 0.001
F (fungistático) 3 16.15 5.38 30.28 < 0.001
Interacción T*F 3 16.15 5.38 30.28 < 0.001
Error 72 12.80 0.18
Total 79 53.55
Tabla 1. Análisis de varianza de la efectividad fungistática de diferentes compuestos en higo durante la
postcosecha del cultivar Black Mission (P ≤ 0.05, n=10).
Días de incubación en cámara húmeda
0 1 2 3
Co
lon
ias
desa
rroll
ad
as
0
1
2
3
4
5
Tratamientos
Testigo Á. acético B. de sodio C. de calcio
Efe
cti
vid
ad
fu
ng
istá
tic
a (
%)
0
20
40
60
80
100
Candida
Cladosporium
Rhizopus
Fusarium
B
El control que se logró con los antifúngicos varió entre los géneros de los hongos (Figura 2). Ningún
tratamiento fue efectivo para disminuir la población de Candida. Se comprobó que el ácido acético,
bicarbonato de sodio y cloruro de calcio controlan el desarrollo de Rhizopus y Fusarium.
Cladosporium mostró mayor resistencia; pero, el cloruro de calcio fue efectivo en su control. El
cloruro de calcio fue el único que inhibió completamente el crecimiento del 75 % de los géneros
encontrados.
Figura 2. Efectividad fungistática de tres compuestos en postcosecha de higo del cultivar Black
Mission (n=10). Candida (▬), Cladosporium (▬), Fusarium (▬), Rhizopus (▬).
Durante la incubación de las muestras en cámara húmeda, además de los hongos se detectó la presencia
de larvas en todos los tratamientos (Figura 3). Los adultos fueron identificados como mosca de la fruta
(Drosophila melanogaster). Para su control, posteriormente en otra muestra de frutos se aplicaron
tratamientos con agua caliente (70 oC por 5 minutos), con lo que se alcanzó 100 % de mortandad.
Figura 3. Cuantificación de larvas de D. melanogaster en postcosecha de higo del cultivar Black
Mission a los tres días de incubación. Testigo (1), ácido acético (2), bicarbonato de sodio
(3), cloruro de calcio (4). Las barras representan el error estándar (n=10).
Tratamientos
Testigo Á. acético B. de sodio C. de calcio
Crecim
ien
to m
icro
bia
no
desp
ués
de l
a a
pli
ca
ció
n (
%)
0
20
40
60
80
100
Testigo Á. acético B. de sodio Cloruro de calcio
Nú
mer
o d
e la
rva
s
0
2
4
6
8
10
Tratamientos fungistáticos
1 2 3 4
Conclusiones
Los hongos causantes del deterioro postcosecha en higos del cultivar Black Mission, producidos en
invernadero, fueron Candida, Cladosporium, Fusarium y Rhizopus. Cladosporium y Rhizopus fueron
los patógenos más comunes en la epidermis y Candida fue el único que colonizó el mesocarpio. El
compuesto más efectivo para el control de hongos fue el cloruro de calcio. Los higos del cultivar Black
Mission son hospederos de la mosca de la fruta.
Referencias
[1] SLAVIN, J. L. 2006. Figs: Past, Present and Future. Nutrition Today 41: 180-184.
[2] ISMAN, B.; H. Biyik. 2009. The aflatoxin contamination of fig fruits in Aydin city (Turkey). Journal of Food
Safety 29: 318-330.
[3] VENDITTI, T.; M. G. Molinu; A. Dore; G. D'Hallewin; P. Fiori; M. Tedde; M. Agabbio. 2005. Treatments
with GRAS compounds to keep fig fruit (Ficus carica L.) quality during cold storage. Communications in
Agricultural and Applied Biological Sciences 70: 39-343.
[4] SÁNCHEZ B., V. M.; A. G. Martínez G. 1987. Procesamiento del higo en la zona noreste del estado de
Morelos. Tesis de Licenciatura. Departamento de Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma
Chapingo. 101 p.
[5] RONDÓN J., A. J. 1974. Nueva enfermedad fungosa del higo (Ficus carica L.) en Venezuela. Agronomía
Tropical 25: 487-494.
[6] OZTEKIN, S.; B. Zorlugenc; F. Kıroglu Z. 2006. Effects of ozone treatment on microflora of dried figs.
Journal of Food Engineering 75: 396–399.
[7] BARNETT, H. L; Hunter, B. B. 1987. Illustrated Genera of Imperfect Fungi. 4 ed. Nueva York, US,
MacMillan Publishig Company. 286 p.
MANEJO DE PODA EN LITCHI (Litchi chinnensis sonn.) Y SU
RELACIÓN CON EL RENDIMIENTO Y CALIDAD DE FRUTOS
(Avances de Investigación)
1M.C. Paola Elena Morelos Suet / Dr. Carlos Trejo López/ Dr. Ángel Villegas Monter/
Dr. Víctor González Hernández/ Dr. Ebandro Uscanga Mortera/ Dr. Alfredo López
Jimenez/ Dra. Libia Trejo
1Estudiante de doctorado especialidad en Fisiología Vegetal. IREGEP. Colegio de Postgraduados.
Montecillo, Estado de México. [email protected]
INTRODUCCIÓN
El Litchi (Litchi chinensis sonn) es la especie más conocida de la familia de las Sapindaceas, la cual
incluye también a Logan y Rambután. Es originario del Sur de China y Norte de Vietnam, pero
actualmente, además de estos países se produce en Tailandia, India, Sudáfrica, Madagascar, Indonesia,
Australia, Estados Unidos, México, España, Brasil e Israel. [2].
Producciones irregulares, asociadas a fallas en la floración y polinización son problemas a resolver en
el litchi [5]. Los carbohidratos son importantes en el crecimiento y desarrollo del mismo y debido a
las fluctuaciones en la producción, los fotoasimilados pueden ser agotados o almacenados, lo que
influye en el siguiente ciclo y por lo tanto en que se mantenga la condición de alternancia. El
crecimiento vegetativo y reproductivo de los frutales depende de la capacidad del árbol para producir
y almacenar carbohidratos. Estos representan el 65% de la materia seca y su asimilación depende
principalmente de las hojas. Ciertos factores que influyen en la acumulación y utilización de las
reservas pueden ser controladas o moderadas. Entre estos factores se puede mencionar la arquitectura
del árbol así como las densidades de siembra, las cuales influyen en la capacidad fotosintética, el
crecimiento vegetativo, la floración y el amarre de fruto [1].
La parte comestible del litchi es el arilo, por lo que el tamaño de la fruta es comercialmente
importante, de tal forma que el claro entendimiento de los factores involucrados en el crecimiento y
desarrollo del fruto es condicionante para obtener los resultados esperados [4].
Mecapala es uno de los municipios del estado de Puebla en los que se produce litchi y aunque las
condiciones de clima son favorables para su producción la caída masiva de frutos es un problema
común así como la alternancia de la producción, lo que es un comportamiento normal en los frutales,
pero que podría disminuirse con prácticas de manejo, por lo que se propone la realización de este
estudio con el fin de proponer alguna alternativa que mejore la situación actual.
OBJETIVOS
• Determinar si existe relación entre dos niveles de poda en árboles de litchi de dos cultivares
con la retención, tamaño y calidad de frutos.
• Identificar si los efectos de dicha poda son positivos o negativos para la producción.
MATERIALES Y MÉTODOS
El trabajo se llevó a cabo en la localidad de Mecapalapa, municipio de Pantepec, Puebla, que se
encuentra ubicada a 20º33’ latitud norte y a 350 m de altitud. Su clima es cálido húmedo con lluvias
en verano, temperatura media anual alrededor de 22ºC, temperatura mínima de 16 a 18ºC.
Se emplearon árboles con una edad de 5 del cv. Brewster y 8 años del cv. Mauritius en plena
producción establecidos a una distancia de 10 x 10 m.
Los tratamientos consistieron en dos diferentes niveles de poda realizada durante la floración y
desarrollo de los frutos, los cuales se especifican en el Cuadro 2.
Cuadro 1. Tratamientos aplicados en los dos cultivares de litchi.
Tratamiento Cultivar
Porcentaje de poda durante la
floración y desarrollo de frutos.
1 Brewster 0
2 Brewster 25
3 Brewster 50
1 Mauritius 0
2 Mauritius 25
3 Mauritius 50
Una vez que el fruto alcanzó su madurez fisiológica se realizó la cosecha cortando la infrutescencia
desde la base, por lo que al mismo tiempo que se cortaban los frutos se realizaba una poda.
Se utilizó un diseño completamente al azar, tres repeticiones por tratamiento. Se tomaron tres árboles
(repeticiones) por tratamiento en donde de acuerdo a cada variable se eligieron distinto número de
muestras.
Variables evaluadas
• Número y tamaño de frutos
Se marcaron ocho infrutescencias por árbol, dos de cada punto cardinal, en las cuales cada 15 días se
contó el número de frutos y se midió su diámetro con un vernier hasta el momento de la cosecha.
Peso específico foliar
Se tomaron hojas al momento de la emergencia de la inflorescencia y al momento de la cosecha. Se
determinó su área foliar, posteriormente se secaron en una estufa a 80ºC por 48 horas y con esos datos
se estimó su peso específico foliar, esto con el fin de obtener una estimación del desgaste ocurrido en
el árbol en los distintos niveles de poda.
Calidad de frutos
Con los frutos cosechados se hicieron determinaciones de tamaño (diámetro y longitud) y sólidos
solubles totales (SST). Los SST se midieron con un refractómetro manual.
Rendimiento
Al momento de la cosecha se determinó el rendimiento por árbol de cada variedad en los distintos
tratamientos.
RESULTADOS
En la figura 1 se puede observar que el número de frutos por inflorescencia fue mayor cuando se
realizó la poda del 25% de la brotación, siendo el testigo el que presento menor cantidad de frutos. En
los primeros días después de la plena floración, el mayor número de frutos amarrados también fue
mayor en la poda del 25% en ambos cultivares y en el caso del testigo y el tratamiento del 50% para el
cv. Mauritius se observó una tendencia similar, no siendo la misma situación para el cv. Brewster en
donde el testigo desde su etapa inicial fue el más deficiente. En carambola se ha observado que
realizar una poda selectiva es un método efectivo para incrementar la producción ya que estimula la
floración [6]. El efecto de la poda pudo haber sido similar a la eliminación de competencia como
cuando se realiza el raleo de frutos. En un trabajo realizado por Hieke et al (2002), se encontró que al
eliminar el 50% de los frutos, la retención de los restantes se mantuvo ya que el árbol no tuvo que
realizar de forma natural el ajuste de carga. Pero en este estudio, cuando se realizó la poda de 50% fue
menor la retención de frutos ya que hay que recordar que la mayor proporción de los carbohidratos
producidos mediante la fotosíntesis son utilizados inmediatamente para el proceso que se esté llevando
a cabo en el árbol y en el litchi se ha demostrado que el desarrollo de los frutos es un periodo
altamente demandante de fotoasimilados [1] y al eliminar el 50% de la última brotación, también se
eliminaron hojas.
Figura 1. Número de frutos por inflorescencia cv. Mauritius (izquierda) y Brewster (derecha)
En la figura 2 se presenta la dinámica de crecimiento del cultivar Mauritius. En los dos tratamientos y
el testigo se observa una tendencia similar, esto puede deberse a que al ser árboles de mayor edad y
tamaño con respecto al otro cultivar, la mayor cantidad de frutos en desarrollo incremento la
competencia por recursos, pero en la longitud del fruto, en la poda de 25% fue ligeramente mayor
desde el inicio del crecimiento.
Figura 2. Dinámica de crecimiento cv. Mauritius
En el cultivar Brewster el comportamiento fue mas irregular. Se trata de árboles más jóvenes en donde
la floración no ocurrió en forma sincronizada, pero que al tener de forma natural menor carga y al
realizar la poda selectiva muestra mas efecto en cuanto al crecimiento de los frutos, siendo el caso de
la poda al 25% en donde se obtuvieron los mejores resultados (Figura 3).
Figura 3. Dinámica de crecimiento cv. Brewster
Las hojas son un requerimiento para el desarrollo exitoso de nuevos brotes, para la floración y la
retención de frutos. Esta necesidad está relacionada con las limitaciones de carbohidratos para el
crecimiento y por lo tanto la disminución de reservas [7]. Una forma de estimar la fotosíntesis es
mediante la cantidad de materia seca producida por unidad de superficie, es decir, el peso específico
foliar [8]. En la figura 4 se observan las variaciones que se observaron en esta variable para el cultivar
Mauritius al momento de la emergencia de la inflorescencia y después de la cosecha. Aunque podría
esperarse que el testigo, al no eliminarse hojas mediante la poda tuviera los mayores valores al
momento de la cosecha, esto no sucedió así, esto puede deberse a que al tener mayor carga de frutos
la producción de fotoasimilados fue insuficiente y se empezaron a consumir reservas. Un aspecto
importante a considerar en árboles en producción es el momento en que se debe llevar a cabo la poda
para tener el tamaño adecuado de los árboles que les permita captar la mayor cantidad de energía solar
y que ésta sea transformada en frutos, así como mantener su productividad a través del tiempo. En
trabajos realizados en mango se ha encontrado que al realizar la poda se incrementó la penetración de
luz y la eficiencia fotosintética, pero el peso específico de la hoja (PEF) no fue afectado [9].
En nuestro caso, en el cultivar Mauritius, cuando se realizó la poda al 25% el PEF fue mayor después
de realizarse la cosecha y disminuyó en la poda al 50%, lo que podría indicar que el mejor balance se
alcanza al hacer la poda al 25%, ya que la cantidad de frutos no fue excesiva y la brotación no fue
promovida tanto como cuando se realizó la poda al 50%, lo que provocó un mayor desgaste de
fotoasimilados.
Figura 4. Peso específico foliar cv. Mauritirus
En el cv. Brewster el PEF en donde no se realizó la poda al momento de la cosecha fue casi nulo, lo
que podría indicar que no solo la fotosíntesis no fue suficiente, sino que se agotaron las reservas que
pudiera haber en hojas. Al igual que en el cultivar Mauritius los mejores valores se presentaron con la
poda al 25%.
Figura 5. Peso específico foliar cv. Brewster
En litchi no hay información suficiente en donde se trate de relacionar el efecto de poda con la calidad
de frutos. Otra práctica cultural como el raleo si tiene datos documentados al respecto y dada la
similitud en el principio de aplicación al disminuir la competencia por recursos se presenta lo
encontrado en el trabajo realizado por Magalhaes [5]. El raleo no influyó ni en el peso ni otras
características que determinan la calidad como acidez, firmeza o sólidos solubles totales. Esto difiere a
lo que se observó en el presente trabajo con la aplicación de poda. En la intensidad de 25%, en ambos
cultivares se alcanzó el mayor peso al momento de la cosecha, en cuanto a la longitud solo en el cv
Mauritius fue mayor a esa intensidad y para Brewster tanto la longitud y en ambos el diámetro no fue
estadísticamente diferente. Los sólidos solubles totales (SST) tuvieron valores mayores cuando no se
realizó la poda, esto puede deberse a que con menor tamaño de fruto, la concentración de azúcares fue
mayor (cuadro 2 y 3). Lo mismo se encontró en estudios con mango, al realizar una poda ligera y sin
poda el contenido de SST fue mayor y cuando se aplicó una poda severa los valores fueron menores
[3].
Cuadro 2. Características de fruto cv. Mauritius
TRATAMIENTO PESO LONGITUD DIAMETRO SST
25% 22.52 a 36.54 a 32.61 a 18.32 b
50% 21.76 ab 35.44 ab 33.3 a 18.99 ab
TESTIGO 20.05 b 34.27 b 33.40 a 19.34 a
DMS 1.78 1.31 1.08 0.79
CME 8.42 4.56 2.96 1.68
Cuadro 3. Características de fruto cv. Brewster
TRATAMIENTO PESO LONGITUD DIAMETRO SST
0.25 24.60 a 40.12 a 35.35 a 18.03 b
0.5 22.20 b 39.14 a 33.78 b 18.84 a
TESTIGO 23.00 ab 39.74 a 34.21 ab 18.92 a
DMS 1.87 1.41 1.12 0.772
CME 9.3 5.24 3.32 1.57
El rendimiento en el cultivar Mauritius fue similar en los tratamientos con poda y ligeramente menor
en el testigo. En el caso del cv. Brewster tanto el testigo como la poda al 25% obtuvieron los mismos
valores promedio por árbol, esto se podría explicar como resultado de variaciones durante el
desarrollo de los frutos, lo que evitó que todos se encontraran en la misma fase de crecimiento al
momento en que se realizó la cosecha (cuadro 4).
Cuadro 4. Rendimiento por árbol de dos cultivares de Litchi
TRATAMIENTO kg.árbol-1
M (25%) 51
M (50%) 53
M TESTIGO 46
B (25%) 3
B (50%) 14
B TESTIGO 3
Es importante mencionar que la poda no solo presenta sus efectos en el primer ciclo de producción,
sino que influye en los subsecuentes. En el presente trabajo se realizó la cosecha eliminando el racimo
completo, a diferencia de la forma tradicional, la cual es tomando solo los frutos con calidad comercial
y dejando el resto. Esto debe tener algún efecto en la siguiente brotación, floración y fructificación,
debido a la madurez que alcancen los brotes al momento de que se presenten las condiciones para que
ocurra la inducción floral.
CONCLUSIONES
Durante este ciclo de producción la eliminación del 25% de brotes produjo mayor amarre de
frutos con más peso, pero con valores menores de sólidos solubles totales. El tamaño también
fue ligeramente favorecido por esta intensidad de poda.
Al podar el 25% de los brotes se puede mejorar el balance entre la producción y el desgaste de
fotoasimilados.
Se requiere evaluar los siguientes ciclos de producción para determinar que tan favorable es la
aplicación de esta práctica a largo plazo.
REFERENCIAS
[1] CRONJE, R. 2010. Seasonal changes in starch concentration in relation to tree phenology, orchad
managmente and altérnate bearing in litchi in South Africa. Acta Horticulturae. 863: 437-442.
[2] GAZIT, S. AND STERN R. 2003. The reproductive Biology of the Lychee. Horticultural Reviews.
28:393-453.
[3] GIL, M., SERGENT, E. AND LEAL, F. 1997. Efectos de la poda sobre variables reproductivas y de
calidad en mango (Mangifera indica L.) cv. Haden. Bioagro. 10:18-33.
[4] LI, J., HUANG, X. AND HUANG H. 2010. An overview of factors related to fruit size in Litchi
chinensis Sonn. Acta Horticulturae. 863:477-482.
[5] MAGALHAES, C., DA COSTA, J., QUEIROZ, R. CHAMHUN, L. AND HORST, C. 2009. Raleio de
frutos em Lichieira “Bengal”. Revista Brasileira de Fruticultura. 31:588-592.
[6] NUÑEZ, R. AND CRANE J. 2000. Selective pruning and crop removal increase early-season fruit
production of carambola. Scientia Horticulturae. 86:115-126.
[7] OLESEN, T., ROBERTSON, D., MULDOON, S. AND MEYER R. 2008. The role of carbohydrate
reserves in evergreen tree development, with particular reference to macadamia. Scientia
Horticulturae. 117:73-77.
[8] REYES, I., VILLEGAS, A., COLINAS, M. Y CALDERON, G. 2000. Peso específico, contenido de
proteína y de clorofila en hojas de naranjo y tangerina. Agrociencia. 34:49-55.
[9] VAZQUEZ, V., PÉREZ, M., OSUNA, J. AND URIAS, M. 2009. Intensidad de poda sobre el vigor,
producción y peso del fruto del mango “Ataulfo”. Revista Chapingo Serie Horticura. 15:127-132.
POSTERS
CONCENTRACIÓN DE LA SOLUCIÓN UNIVERSAL DE STEINER
SOBRE CALIDAD Y VIDA DE FLORERO DE CRISANTEMO.
Luis M. Carrillo-López1, Ernesto G. Alcántar-González2, Libia I. Trejo-Téllez2, M. de Lourdes Arévalo-Galarza3,
E. Araceli Gaytán-Acuña3
INTRODUCCIÓNEl estado de México es el principal productor de flores yplantas ornamentales en el país con el 84% del valor de laproducción nacional y el crisantemo ocupa la mayorsuperficie (2100 ha) de cultivo en invernaderos (Soto yArmando, 2006). Los floricultores de la zona de Texcococultivan el crisantemo en suelo y en invernaderos rústicos,y utilizan cantidades excesivas de fertilizante, lo cualrepercute en la baja calidad de la flor, por lo anterior unaadecuada nutrición mineral de las plantas está entre losfactores para promover la calidad, así como para reducirlos costos de producción y los daños ambientales(Malavolta et al., 1997). Los objetivos de este trabajofueron: evaluar el efecto de la solución nutritiva universalde Steiner a diferentes concentraciones (12.5, 25 y 37.5%),sobre la calidad comercial y vida de florero de crisantemovariedad Snow Eleonora, comparado con el sistema deproducción tradicional de crisantemo en Texcoco; ydeterminar el punto de corte adecuado en inflorescenciasde crisantemo para asegurar una buena apertura y vida deflorero.
MATERIALES Y MÉTODOSEl trabajo de investigación se realizó en Nativitas, Texcoco,estado de México. Se utilizaron esquejes enraizados decrisantemo (Dendranthema grandiflora, Tzeleu) variedadSnow Eleonora. La solución empleada fue Steiner (1968),cuya composición original en molc m-3 cuando se utiliza unpH de 6.5 es la siguiente: K+: 7, Ca2+: 9, Mg2+: 4, NO-
3: 12,H2PO4
-: 1 y SO4-: 7. Dicha solución fue diluida a 12.5, 25 y
37.5%, que son los tres tratamientos que se evaluaron. Lasfuentes de nutrimentos empleadas fueron: Ca(NO3)2.4H2O,KNO3, K2SO4, MgSO4.7H2O y KH2PO4. Como tratamientotestigo se empleó el manejo tradicional del productor, queconsistió en la fertilización foliar semanal con BayfolanForte®, Phyto-Green®, y Bioestim®, a dosis de 40 mL por 15L de agua. Como tratamiento testigo se empleó el manejotradicional del productor, que consistió en la fertilizaciónfoliar semanal con Bayfolan Forte®, Phyto-Green® yBioestim®, a dosis de 40 mL por 15 L de agua. Se empleóun diseño experimental completamente al azar. Seemplearon camas de siembra en suelo directo,correspondientes a los tratamientos.
RESULTADOSLos resultados mostraron que la solución nutritiva Steineral 37.5% produjo las flores de mejor calidad comercial, quede acuerdo a la Sociedad Americana de Floristascorresponde al grado estándar, con diámetro deinflorescencia superior a 120 mm y tallos de longitudmayor a 76 cm. Los puntos de corte fueron: 50-80 mm, 81-90 mm, 91-100 mm, 101-110 mm y 111-120 mm.
La duración de la vida de florero fue mayor en lostratamientos con solución Steiner a la del tratamientotestigo. Los puntos de corte 1, 2 y 3 aseguraron una buenaapertura floral, sin embargo el desarrollo de las florestubulares fue casi nulo.
Con puntos de corte 4 y 5 se obtuvieron inflorescenciascon las flores tubulares desarrolladas, lo que mejoró laapariencia. La solución preservativa Cristal tuvo un efectopositivo en el tamaño de las inflorescencias para todos lostratamientos; el mayor efecto fue en el testigo y 12.5% deSteiner diluida. Para todos los tratamientos el uso de lasolución preservativa disminuyó la vida de florero; en eldel tratamiento 37.5% la vida de florero disminuyó en 10días para el punto de corte 4.
LITERATURA CITADASoto, A. R. y G. F. Armando. 2006. El Estado de Méxicoconfirma su liderazgo en floricultura. In: Información,Planeación, Programación y Evaluación de la Secretaría deDesarrollo Agropecuario del Estado de México. Consultaelectrónica: http://www.edomexico.gob.mx. Fecha deconsulta: 14 de mayo de 2009.Malavolta, E., G. C. ViitiI eS. A. de Oliveira. 1997. Avaliaçãodo estado nutricional das plantas: princípios e aplicações.2. ed. Piracicaba, Brasil. 319 p.Steiner, A. A. 1968. Soilless culture. Proceedings of the 6th
colloquium of the International Potash Institute. Florence,Italy. International Potash Institute. Berne, Switzerland. pp.324-341.
1 IREGEP, Fisiología Vegetal, 2 IRENAT, Edafología, 3 IREGEP, Fruticultura.
Desarrollo floral y cuantificación de flavonoides en Calendula officinalis L.
Etapas de desarrollo floral
MATERIALES Y MÉTODOSLa semilla de caléndula se germinó en charolas y las plántulas
resultantes se trasplantaron a campo el 16 de abril del 2008, en Chapingo, México. Las plantas se cuidaron para que estuvieran nutridas con fertilizante, sin plagas ni maleza, y los riegos fueron por goteo localizado.
El proceso de desarrollo del capítulo se analizó en plantas que setomaron del campo cada tercer día a partir del 30 de abril ydurante los siguientes 24 días. Los capítulos de cada fecha sedesecaron en estufa, y luego se procesaron en laboratorio paraextraer y cuantificar los flavonoides.
RESULTADOSLa iniciación floral ocurre 35 días después del trasplante. A partir
de ese día y durante los siguientes 24 días, se pueden distinguir 9etapas del desarrollo de un capítulo, hasta la marchitez de suspétalos.
La concentración de flavonoides en los capítulos va en aumentoen las primeras siete etapas del desarrollo (hasta los 65 días),cuando está abierto el capítulo; después disminuye conforme elcapítulo abre por completo a los 70 días, y más reducida aúncuando se marchita a los 80 días.
Por su contenido total de flavonoides, los capítulos pueden sercosechados desde los 55 días (botones con lígulas sobresalientes)hasta los 70 días (con flores liguladas totalmente abiertas yhorizontales).
Etapa
de
desarrollo
Días
después del
trasplante
Diámetro
del
capítulo
(cm)
Descripción
Con. de
flavonoides
(mg por
gramo)
35 Menos de
0.15
Meristemo apical vegetativo (aún no
empieza a formar flores), visto al
microscopio.
--------
Meristemo apical cuando inicia la
formación del capítulo, visto al
microscopio.
--------
38 0.15
a
0.30
Botón con flores sencillas tubulares (en la
orilla) que inician su pigmentación. ---------
Botón con flores tubulares con
pigmentación completa. --------
40
0.30
a 0.50
Botón floral con flores tubulares y flores
liguladas (flores centrales, más pequeñas). --------
43 0.50 a 1.5
Botón floral, con antofilos aún
fusionados. --------
50 1.5 a 2.0
Inicio de apertura del botón floral. Los
antofilos se mantienen unidos a las flores
liguladas.
131 bc
55 2.0 a 2.5 Las flores liguladas de la orilla comienzan
a separarse de los antofilos. 145 ab
60 2.5 a 3.0 Flores liguladas completamente separadas
de los antofilos. 156 ab
65 3.0 a 3.5 Flores liguladas separadas entre sí, y
antofilos totalmente separados. 178 a
70 4.5 a 5 Capítulo floral abierto, con flores
tubulares y liguladas maduras. 168 ab
76 4.0 a 4.5 Comienza la pérdida de pigmentación del
capítulo y el inicio de su senescencia. 123 cd
80 3.0 a 3.5 Comienza el desprendimiento de flores
liguladas y tubulares del capítulo. La
semilla está en formación.
103 c
CONCLUSIONESSe definieron nueve etapas del desarrollo floral de caléndula.
La primera corresponde a la iniciación floral que ocurre cincosemanas después del trasplante, y la última es la marchitez a las11 semanas.
La máxima concentración de flavonoides se encuentra en elcapítulo semiabierto a los 65 días, pero su cantidad total en elcapítulo es similar desde los 55 días hasta los 70, periodo en queconviene cosecharlos para maximizar la extracción de estosproductos medicinales .
Mariana Palma-Tenango1, Víctor A. González-Hernández1, R. Marcos Soto-Hernández1, Araceli Gaytán-Acuña1 y Guillermo Mendoza-Castelán2
INTRODUCCIÓN
Nombre científico: Calendula officinalis L.Familia Asteraceae, originaria de Europa
Uso ornamental por sus flores vistosas. Uso medicinal, por las sustancias naturales que produce: Carotenoides, Saponinas, Taninos, Cumarinas, Ácidos grasos, Terpenoides y Flavonoides
Estos compuestos tienen propiedades antiespasmódicas, antibacterianas, astringentes, cicatrizantes y desinflamatorias, principalmente.
La caléndula se comercializa en múltiples presentaciones.
REFERENCIAS
1Postgrado de Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal, Colegio de Posgraduados-Campus Montecillo. Montecillo, Texcoco, Edo. de México. 2Departamento de Fitotecnia, Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, Edo. de México. Correo de contacto: [email protected]
Palma T., M. 2009.Tesis maestría. PREGEP-Fisiología Vegetal.
Colegio de Postgraduados
EFECTO DE LA SEQUÍA EN LA CINÉTICA
FOTOSINTÉTICA DEL FRIJOL EN RESPUESTA A LA LUZ
Celia S. Romero-Felix1*, Iván Ramírez Ramírez1, Dagoberto Garza García2, Carlos Trejo López1, Porfirio
Ramírez Vallejo1, Jorge A. Acosta Gallegos2 y Víctor A. González-Hernández1
1Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. Km 36.5 carretera México-Texcoco. 56230, Montecillo, Texcoco, Edo. México. 2Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias. *Autor para correspondencia: [email protected]
INTRODUCCIÓN
El principal estrés abiótico que reduce el rendimiento del frijol es
la sequía. El proceso fotosintético que resulta afectado es la
fotosíntesis (A). Una forma de evaluar esto es mediante las cinéticas
de respuesta a la luz, porque permite medir los parámetros: PC y
Psat.
MATERIALES Y MÉTODOS
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES -La tasa máxima de fotosíntesis (A) fue afectada por la sequía en las
dos variedades.
-Dos días después del riego de recuperación los parámetros
fotosintéticos se recuperaron, pero con una tasa de fotosíntesis (A)
menor que en riego.
Para controlar el nivel de sequía el estudio se hizo en plantas de
frijol sembradas en macetas con 5 kg de suelo
-dos variedades: Pinto Saltillo (PS) y Bayo Madero (BM)
-Dos niveles de humedad: riego (cada tercer día) y sequía durante
10 días a partir de inicio de floración. La variable medida fue la
cinética en respuesta a la luz.
Figura 1. Cinética de asimilación de CO2 (A) del frijol cv.
BM y PS, en respuesta a la radiación fotosintéticamente
activa en condiciones de riego en macetas, en el
CEVAMEX, Edo de México.
Figura 2. Cinética de asimilación de CO2 (A) del frijol cv.
BM y PS, en respuesta a la luz en condiciones de sequía en
macetas, en el CEVAMEX. Edo de México.
Riego Sequía RR Riego Sequía RR
BM PS
PC 48 - 70 77 - -
Psat 2000
(A=17)
- 2000
(A=12)
19 - -
Bayo Madero (SS) Pinto Saltillo (RS)
Figura 3. Cinética de asimilación de CO2 (A) del frijol cv.
BM en respuesta a la luz en condiciones de sequía en
suelo, en el CEVAMEX. Edo de México.
Los hongos causantes del deterioro postcosecha en higos del cultivar Black Mission, producidos en invernadero, fueron Candida, Cladosporium, Fusarium y Rhizopus. El compuesto más efectivo para el control de hongos fue el cloruro de calcio.
IDENTIFICACIÓN Y CONTROL DE HONGOS FITOPATÓGENOS EN POSTCOSECHA DE HIGO (Ficus carica L.)
Mayra T. García Ruiz1; J. Rodolfo García Nava2; Victoria Ayala Escobar3; Guillermo Calderón Zavala4; Carlos Trejo López2; Cecilia B. Peña Valdivia2.; Ma. Carmen Ybarra Moncada5
1REGP-Fisiología Vegetal, 2Botánica, 3Fitosanidad-Fitopatología, 4REGP-Fruticultura. Colegio de Postgraduados. 56230. Edo. de Méx., 5Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo. 56230. Edo. de Méx.
• En la cosecha, el higo presenta infestación de
hongos. • Algunos son toxigénicos, demeritan la calidad y
provocan pérdidas hasta del 50 % (Sánchez y Martínez, 1987).
• Su identificación y control con productos que no generen residualidad son importantes para alargar la vida de anaquel.
Los objetivos fueron identificar la presencia de algunos géneros de hongos que se desarrollan durante la postcosecha de higo y evaluar la efectividad fungistática de diferentes compuestos seguros.
INTRODUCCIÓN
MATERIALES Y MÉTODOS
Identificación a) Incubación en cámara húmeda por tres días (23 ± 0.3 oC). b) Inoculación y cultivo en cajas Petri con PDA durante cinco días (24 ± 1.6 oC) (Oztekin et al., 2006). c) Purificación de cepas. d) Preparaciones con glicerol. e) Diferenciación de estructuras bajo microscopio electrónico (Barnett y Hunter, 1987).
RESULTADOS
LITERATURA CITADA
Barnett, H.L; Hunter, B. B. 1987. Illustrated Genera of Imperfect Fungi. 4ed. NY, US, MacMillan Publishig Co. 286 p.
Oztekin, S.; B. Zorlugenc; F. Kıroglu Z. 2006. Effects of ozone treatment on microflora of dried figs. Journal of Food Engineering. 75: 396–399.
Sánchez B., V. M.; A. G. Martínez G. 1987. Procesamiento del higo en la zona noreste del estado de Morelos. Tesis de Licenciatura. Departamento de Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo. 101 p.
Existieron diferencias estadísticas significativas en el número de colonias formadas en la epidermis entre el testigo y tratamientos fungistáticos (Figura 1). Los géneros identificados fueron: Candida, Cladosporium, Fusarium y Rhizopus. En el mesocarpio sólo se presentó Candida.
Figura 1. Crecimiento de hongos fitopatógenos en postcosecha de higos del cultivar Black Mission tratados con fungistáticos. Testigo (�), ácido acético ( ), bicarbonato de sodio (p), cloruro de calcio (t). Las barras representan el error estándar (n=10).
Figura 2. Efectividad fungistática de tres compuestos en postcosecha de higos del cultivar Black Mission (n=10). Candida (▬), Cladosporium (▬), Fusarium (▬), Rhizopus (▬).
Aunque los tres compuestos seguros redujeron el crecimiento de los microorganismos, ningún tratamiento disminuyó la población de Candida (Figura 2). El cloruro de calcio inhibió totalmente el crecimiento de 75 % de los géneros encontrados.
CONCLUSIONES
Efectividad fungistática Diseño experimental factorial con asignación completamente al azar. Ocho combinaciones de tratamientos y 10 repeticiones. Compuestos utilizados:
‗ Acido acético en agua al 1 % (v:v). ‗ Bicarbonato de sodio en agua al 1 % (p:v). ‗ Cloruro de calcio al 1 % en agua (p:v).
Los frutos se sumergieron en las soluciones por dos minutos y se dejaron secar durante una hora antes de incubarlos. La temperatura de incubación se determinó con data logger Hoboware. Análisis de varianza y comparación de medias (SAS).
a
b c e
INOCULACIÓN DE CEPAS BACTERIANAS PROMOTORAS DE CRECIMIENTO (BPCV), EN DIFERENTES CLONES DE CAÑA DE
AZÚCAR (Saccharum officinarum)
A. Morgado-González1, D. Espinosa-Victoria2, F. Gómez-Merino2, R. Quintero-Lizaola2
1 Estudiante de Recursos Genéticos y Productividad – Fisiología Vegetal2 Comité de Investigación
INTRODUCCIÓNEn el contexto mundial, México ocupa el séptimo lugar enproducción de azúcar centrifuga, séptimo lugar en consumo deazúcar; uno de los factores mas limitantes para el máximorendimiento potencial para este cultivo son las precipitacionesescazas y la baja fertilidad del suelo. Loredo et al., 2004;mencionan que en las últimas décadas, se ha investigado elpapel de las bacterias de la rizosfera o rizobacterias de diversasgramíneas como caña de azúcar. Muchas bacterias asociativasson consideradas bacterias promotoras del crecimiento vegetal(BPCV), debido a su capacidad para estimular directamente elcrecimiento de las plantas. Es por lo anterior que en estainvestigación sé tiene la finalidad de implementar técnicasamigables con el ambiente, tendientes a reducir el uso defertilizantes químicos en el cultivo de caña de azúcar.
OBJETIVO GENERAL• Evaluar el efecto de la inoculación de tres cepas bacterianas
promotoras del crecimiento vegetal (BPCV) en cincodiferentes clones de caña de azúcar.
Objetivos específicos• Determinar la producción de índoles totales en los
aislamientos bacterianos.• Determinar la capacidad solubilizadora de fosfato de los
aislamientos bacterianos.• Evaluar la producción de biomasa aérea inducida por las
bacterias inoculadas.• Evaluar la densidad de raíz de los diferentes tratamientos
para medir la eficiencia de cada bacteria.
MATERIALES Y MÉTODOSEl presente estudio se llevará a cabo en invernaderos delColegio de Postgraduados Campus Montecillo, Texcoco Estadode México, con una temperatura media anual de 15.3°C. Seutilizarán cepas de Aeromonas, Burkholderia, Pseudomonas,Shewanella, Sphingomonas y Stenotrophomonas previamenteidentificadas y caracterizadas, las cuales serán inoculadas endos clones diferentes de caña de azúcar (comerciales), lascuales serán materiales propagados in-vitro.con anterioridad se realizó una determinación rápida desegregación de acido indolacetico de las 24 cepas bacterianas(aisladas en diferentes investigaciones del Colegio dePosgraduados) por medio de cultivo, en esta investigación sepropone una prueba cuantitativa de producción de índolestotales y solubilización de fosforo. Para la prueba en campo setrabajará con macetas de8 litros, con solución nutritiva ymedio estéril para evaluar el efecto de las bacterias decrecimiento, sobre diferentes variables respuestas del cultivode caña, como son: tasa de crecimiento, índice de área foliar,peso seco total, densidad de raíz entre otros.
El diseño experimental será completamente al azar conunidades experimentales de 5 macetas de clones de caña, serealizarán 3 tratamientos, cada uno con 5 repeticiones.
RESULTADOS PREVIOS
A continuación se muestra los resultados de pruebas rápidas decuantificación de producción de índoles y solubilizacion defosforo (Espinosa et al., 2009), de las 24 cepas bacterianas quese utilizarán para esta investigación.
CONCLUSIONPor los resultados que se muestran y previas investigacionesque documentan el beneficio positivo de estas técnicas sobrelos cultivos, los cuales reportan un incremento hasta de 200 %en peso seco; por lo que se pretende que se tengan resultadosfavorables de estas cepas bacterianas sobre el cultivo de caña.
REFERENCIASAndrade et al., 2005. Bacterias Solubilizadoras de fosfato inorgánico aisladas de
suelo de la región sojera. Departamento de Agronomía, Universidad Nacional delSur. Ciencias del Suelo v.23 n.1. Argentina.
ASERCA “La caña de azúcar: el dulce que cautivó al mundo”, 2004 [en línea]<http://www.aserca.gob.mx/sicsa/claridades/revistas/127/ca127.pdf#page=1>[Consulta: 05 de Abril de 2010]
Loper, J.E., C. Haack y M.N. Schoth. 1985. Population dynamics of soilpseudomonads in the rhizosphere of potato. Appl. Environ. Microbiol. 49: 416-422.
Loredo O. 2004. Plant Growth-Promoting Bacteria in Association withGraminaceous Species: A Review. Terra latinoamericana. ISSN: 0187-5779.
Murphy J, Riley J P. 1962. A modified single solution method for thedetermination of phosphate in natural waters. Anal Chim. Acta, 27:31-36.
Nautiyal C S. 1999. An efficient microbiological growth medium for screeningphosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiol. Lett. 170:265-270.
Schippers, B., A.W. Bakker y A.H.M. Bakker. 1987. Interactions of deleteriousand beneficial rhizosphere microorganisms and the effect of cropping practices.Ann. Rev. Phytopathol. 25: 339-358.
INTRODUCCIÓN
Los carbohidratos son importantes en el crecimiento y desarrollo del litchi
y debido a las fluctuaciones en la producción, los fotoasimilados pueden
ser agotados o almacenados, lo que influye en el siguiente ciclo y por lo
tanto en que se mantenga la condición de alternancia. Ciertos factores
que influyen en la acumulación y utilización de las reservas pueden ser
controladas o moderadas. Entre estos factores se puede mencionar la
arquitectura del árbol así como las densidades de siembra, las cuales
influyen en la capacidad fotosintética, el crecimiento vegetativo, la
floración y el amarre de fruto. Este trabajo tuvo como objetivos
Determinar si existe relación entre dos niveles de poda en árboles de
litchi de dos cultivares con la retención, tamaño y calidad de frutos e
identificar si los efectos de dicha poda son positivos o negativos para la
producción.
MATERIALES Y MÉTODOS
El trabajo se llevó a cabo en Mecapalapa, Puebla, a 350 m de altitud.
Clima cálido húmedo con lluvias en verano, temperatura media anual
alrededor de 22 ºC.
Se seleccionaron árboles con una edad de 5 y 8 años del cv. Brewster y
del cv. Mauritius respectivamente en plena producción establecidos a
una distancia de 10 x 10 m.
Los tratamientos consistieron en dos diferentes niveles de poda
realizada durante la floración y desarrollo de los frutos (25 y 50%).
Se utilizó un diseño completamente al azar. Las variables evaluadas
fueron: número de frutos, peso específico foliar, características de
frutos, y rendimiento.
CONCLUSIONES
Durante este ciclo de producción la eliminación del 25% de brotes
produjo mayor amarre de frutos con más peso, pero con valores
menores de sólidos solubles totales.
Al podar el 25 y 50 % de los brotes se puede mejorar el balance
entre la producción y el desgaste de fotoasimilados para el cv.
Mauritius y Brewster respectivamente. .
Se requiere evaluar los siguientes ciclos de producción para
determinar que tan favorable es la aplicación de esta práctica a
largo plazo.
MANEJO DE PODA EN LITCHI (Litchi chinensis Sonn.) Y SU RELACIÓN
CON EL RENDIMIENTO Y CALIDAD DE FRUTOS1Paola Elena Morelos Suet; Carlos Trejo López; Ebandro Uscanga Mortera; Alfredo López Jiménez ; Ángel
Villegas Monter; Víctor González Hernández; Libia Trejo Téllez1Estudiante de doctorado, Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal, Colegio de
Postgraduados. Montecillo, Estado de México. [email protected]
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El número de frutos por inflorescencia fue mayor cuando se realizó la
poda del 25% de la brotación, siendo el testigo el que presento menor
cantidad de frutos en ambos cultivares (Fig. 1). El efecto de la poda
pudo haber sido similar a la eliminación de competencia como cuando
se realiza el raleo de frutos.
Figura 1. Número de frutos por inflorescencia cv. Mauritius (izquierda) y Brewster (derecha)Figura 2. Peso específico foliar cv. MauritirusFigura 2. Peso específico foliar cv. Mauritirus
TRATAMIENTO PESO LONGITUD DIÁMETRO SST
MAU 25% 22.52 a 36.54 a 32.61 a 18.32 b
MAU 50% 21.76 ab 35.44 ab 33.3 a 18.99 ab
MAU TESTIGO 20.05 b 34.27 b 33.40 a 19.34 a
BRE 25% 24.6 a 40.12ª 35.35 a 18.03b
BRE 50% 22.20 b 39.14ª 33.78 b 18.84 a
BRE TESTIGO 23.0 ab 39.74 a 34.21 ab 18.92 a
TRATAMIENTO Kg.árbol-1
MAURITIUS 25% 51
MAURITIUS 50% 53
MAURITIUS TESTIGO 46
BREWSTER 25% 3
BREWSTER 50% 14
BREWSTER TESTIGO 3
Cuadro 2. Características de fruto cv. Mauritius
Cuadro 1. Características de fruto cv. Mauritius y cv. Brewster
Cuadro 2. Rendimiento por árbol de dos cultivares de Litchi
En el cultivar Mauritius, cuando se realizó la poda al 25% el PEF
fue mayor después de realizarse la cosecha y disminuyó en la
poda al 50%, lo que podría indicar que el mejor balance se alcanza
al hacer la poda al 25%. En el cv. Brewster el PEF en el testigo fue
casi nulo y los mejores valores se presentaron con la poda al
25%.
Figura 1. Efecto de tres niveles de poda en dos cultivares de
litchie, A (Mauritius), B (Brewster).
A B
Las hojas son un requerimiento para el desarrollo exitoso de
nuevos brotes, floración y retención de frutos ya que es en ellas
en donde ocurre la fotosíntesis y una forma de estimarla es
mediante la cantidad de materia seca producida por unidad de
superficie, es decir, el peso específico foliar (PEF).
Figura 2. Peso específico foliar (PEF) durante la en emergencia
de inflorescencia (1) y en la cosecha (2) en dos cultivares de
litchi (cv. Mauritius (MAU) y cv. Brewster (BREW).
Con la poda de 25%, en ambos cultivares se alcanzó el mayor peso
al momento de la cosecha, en cuanto a la longitud solo en el cv
Mauritius fue mayor a este porcentaje y para el cv. Brewster tanto la
longitud y en ambos el diámetro no fue estadísticamente diferente.
Los sólidos solubles totales (SST) tuvieron valores mayores cuando
no se realizó la poda, esto puede deberse a que con menor tamaño
de fruto, la concentración de azúcares fue mayor (cuadro 1).
El rendimiento en el cultivar Mauritius fue similar en los tratamientos con poda y ligeramente menor en el testigo. En el caso del cv. Brewster tanto el testigo como la poda al 25% obtuvieron los mismos valores promedio por árbol, esto se podría explicar como resultado de variaciones durante el desarrollo de los frutos, lo que evitó que todos se encontraran en la misma fase de crecimiento al momento en que se realizó la cosecha (cuadro 4).El rendimiento en el cultivar Mauritius fue similar en los tratamientos con poda y ligeramente menor en el testigo. En el caso del cv. Brewster tanto el testigo como la poda al 25% obtuvieron los mismos valores promedio por árbol, esto se podría explicar como resultado de variaciones durante el desarrollo de los frutos, lo que evitó que todos se encontraran en la misma fase de crecimiento al momento en que se realizó la cosecha (cuadro 4).El rendimiento en el cultivar Mauritius fue similar en los tratamientos con poda y ligeramente menor en el testigo. En el caso del cv. Brewster tanto el testigo como la poda al 25% obtuvieron los mismos valores promedio por árbol, esto se podría explicar como resultado de variaciones durante el desarrollo de los frutos, lo que evitó que todos se encontraran en la misma fase de crecimiento al momento en que se realizó la cosecha (cuadro 4).
En cuanto al rendimiento no se presentaron diferencias
importantes en este ciclo de producción (cuadro 2), lo que pudo
deberse a la falta de sincronización en las etapas de desarrollo de
los frutos y por lo tanto también al momento de la cosecha.
Asare-Boamah, N. K.; Hofstra, G.; Fletcher, R. A. ; Dumbroff, E. B. 1986. Triadimefon protects bean plants from water stress through its effects on ABA. Plant Cell Physiol., 27: 383-390.
Brand, M.H. 1997. Shade influences plant growth, leaf color, and chlorophyll content of Kalmia latifolia L. cultivars. HortScience 32(2): 206-208.
Collete, V.E.; Jameson, P.E.; Schwinn, K.E.; Umaharan, P.; Davies, K.M. 2004. Temporal and spatial expression of flavonoid. Phys. Plant. 122: 297-304.
Giusti, M.M.; Wrolstad, R. E. 2001. Characterization and measurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. Unit F1.2. In Current Protocols in Food Analytical Chemistry. R.E.
Wrolstad, S.J. Schwartz (Ed.). John Wiley & Sons, Inc. New York, NY. Pp. F1.2.1 – F1.2.13.
Paull, R. E. 1982. Anthurium (Anthurium andraeanum André) vase life evaluation criteria. HortScience. 17: 606-607.
Pigmentación de anturio de corte influenciada por intensidad luminosa y AG3
1SANDRA ELOÍSA RANGEL ESTRADA; 1LUCERO DEL MAR RUIZ POSADAS; 1GABRIEL ALCÁNTAR GONZÁLEZ; 1MARÍA DE LAS NIEVES RODRÍGUEZ MENDOZA; 1ÁNGEL VILLEGAS MONTER; 2JOAQUÍN MURGUÍA GONZÁLEZ
1Colegio de Postgraduados , [email protected]; 2Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Veracruzana, [email protected]
El anturio (Anthurium andraeanum) se cultiva tanto para flor de maceta como para flor de corte y las hojas tienen alto potencial como follaje en virtud
de su brillo, color y forma acorazonada. La luz, una importante señal para el desarrollo de la planta, influye en la acumulación de pigmentos
fotosintéticos así como de antocianinas principalmente de flavonoides. Por otra parte, el AG3 reduce los días a floración. La información existente
sobre el cultivo del anturio, su crecimiento, plagas, enfermedades, producción, etc.; ha sido producida en otros países y bajo diferentes condiciones,
por lo que es necesario generar información en México que sea útil para los productores nacionales y así obtener un producto de calidad, reduciendo
tiempo y costos. Con base en lo anterior, el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el color de hoja y espata así como la calidad y vida en florero
de la inflorescencia de la variedad Casino® en respuesta a la intensidad luminosa y a la aplicación de ácido giberélico (AG3).
LITERATURA CITADA
INTRODUCCIÓN
Se estableció el experimento en el vivero comercial “Anturios Selectos el Fortín”, municipio de Fortín de las Flores, Veracruz. La siembra fue en
camas con tezontle rojo como sustrato. Se probaron tres niveles de intensidad, 190, 250 y 290 μM·m2·s-1 proporcionadas por malla sombra y se
realizaron aplicaciones foliares de 0, 50, 100 y 200 μg·L-1 de AG3 cada 15 días. Se cosecharon cinco inflorescencias por tratamiento producidas
durante los meses de abril a julio. A cada inflorescencia se le determinó:
Tamaño: largo y ancho de espata y largo del tallo, con un vernier digital (cm).
Vida en florero: se colocaron de manera individual en matraces de vidrio de 500 mL con 100 mL de agua destilada (pH 5.7) a una temperatura
promedio de 22º C y 12 h luz. Se evaluó el cambio de color durante su vida en florero cada tercer día, utilizando una escala de color (Paull, 1982).
Contenido de Clorofilas y de antocianinas (Brand, 1997; Asare-Boamah et al., 1986; Giusti y Wrolstad, 2001).
METODOLOGÍA
RESULTADOS
La aplicación de AG3, no produjo diferencias significativas en las variables evaluadas. Las inflorescencias cultivadas bajo una intensidad luminosa de
290 μM·m2·s-1 presentaban decoloraciones en los lóbulos (Fotografía 3), por lo que son consideradas de mala calidad, aunado a esto, su vida en
florero fue menor en comparación a las crecidas en menor intensidad luminosa, (Cuadro 1; Fotografía 2). Por el contrario, bajo una intensidad de 190
μM·m2·s-1, el follaje y las inflorescencias presentaron los valores más altos y con diferencia significativa, tanto en el contenido total de clorofila, como
en antocianinas y calidad (Cuadro 1). El follaje, presentó degradación de clorofila hasta quemaduras con intensidad de 290 μM·m2·s-1 (Fotografía 1).
Fotografía 1. Hojas de Anthurium, variedad Casino ® cultivadas en diferentes niveles de intensidad luminosa. A) 190 µM·m-2·s-1 B) 250 µM·m-
2·s-1 C) 290 µM·m-2·s-1
INTENSIDAD LUMINOSA(µM·m-2·s-1)
Calidad
Clorofila total(µg·100mg-1)
de masa fresca
Antocianinas(mg·L-1)
Espata (cm)Tallo (cm)
Largo
Vida en Florero(días)Largo Ancho
290 9.2 c 8.5 c 24.3 c 14.6 c 4.3 c 59.7 c
250 10.7 b 9.85 b 28.6 b 18.5 b 5.4 b 72.5 b
190 13.8 a 13.1 a 36.7 a 28.8 a 7.6 a 97.3 a
Cuadro 1. Calidad, concentración total de clorofila y antocianinas deAnthurium, variedad Casino® crecidas en diferentes nivelesde intensidad luminosa.Fotografía 2. Inflorescencias de Anthurium variedad Casino ® a diferentes
días de cosechada. A) Punto de corte; B)A los 18 días; C) A fin de vida.
A B C
A B C
Fotografía 3. Inflorescencia deAnthurium variedadCasino ® cultivadacon una intensidadluminosa de 290µM·m-2·s-1 .
Actualmente, después de las moscas de la fruta (Anastrepha sp.), la principal
plaga de importancia en el mango a nivel nacional es la escama blanca
(Aulacaspis tubercularis Newstead), la cual está presente en los Estados de
Nayarit, Guerrero, Michoacán, etc. (4).
En vivero, una infestación severa puede retardar el crecimiento. Los árboles
jóvenes son más vulnerables a la pérdida de hojas y muerte de ramitas. Las
áreas infestadas en las hojas se tornan de color verde pálido a amarillo y
finalmente se necrosan (1, 3), como se ilustra en las Figs. 1, 2, 3. En frutos
causan una mancha de color rosa (1) (Figura 4), y le causan lesiones externas
que demeritan su calidad, lo que impide su exportación (1, 2).
COLEGIO DE POSTGRADUADOS
INSTITUCIÓN DE ENSEÑANZA E INVESTIGACIÓN EN CIENCIAS AGRÍCOLAS
POSGRADO EN RECURSOS GENÉTICOS Y PRODUCTIVIDAD - FISIOLOGÍA VEGETAL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
RESPUESTA FOTOSINTÉTICA DEL MANGO EN FUNCIÓN DEL DAÑO POR ESCAMA BLANCA
(Aulacaspis tubercularis Newstead) EN EL ESTADO DE GUERRERO
Pablo Juárez Hernández1, Víctor Arturo González Hernández2, José Antonio Mora Aguilera3, Gabriel Otero Colina3, Daniel Téliz Ortiz3 y Elías Hernández Castro4
Introducción
La superficie plantada de mango en riesgo de ser afectada por la escama blanca
es considerable, por ser de reciente invasión en México y por la escases de
enemigos naturales que regulen su población. Mediante comparaciones de
susceptibilidad se ha detectado que la var. Manila es la más fuertemente
afectada (Fig. 5), seguida de Ataulfo (Fig. 6), Keitt y Tommy Atkins (4).
B). Evaluación en vivero: En un invernadero ubicado en Texcoco, México, se
infestarán plantas injertadas de 2 años de edad de las vars. Manila clon Cotaxtla
1 y Ataulfo, con colonias de escama blanca colectadas en el Edo. de Guerrero
para establecer tres niveles de infestación más un tratamiento testigo (sin
infestación).
Variables de respuesta:
Tasa de fotosíntesis neta (con un equipo portátil de fotosíntesis, Figs. 7, 8),
contenido de clorofila, peso específico de hoja y concentración de azúcares
solubles.
Bibliografía
1. Cunningham I.C. 1991. Common mango scales in Queensland. Acta Hort. 291:
409-412
2. Daneel M.S., Joubert P.H. 2009. Biological control of the mango scale
Aulacaspis tubercularis Newtead (Coccidea: Diaspididae) by a parasitoid Aphytis
chionaspis Ren (Hymenoptera: Aphelinidae). Acta Hort. 820: 567-574.
3. Miller, D. R., J. A. Davidson. 2005. Armored scale insect pests of trees and
shrubs (Hemiptera: Diaspididae). Cornell University Press, Ithaca, NY. 442 p.
4. SENASICA. 2009. Campaña de Manejo Fitosanitario del Mango en el Estado
de Guerrero. Chilpancingo, Guerrero, México.
1 Estudiante doctoral del Posgrado en Recursos Genéticos y Productividad-Fisiología Vegetal; 2 Profesor del Posgrado en Recursos Genéticos y Productividad-Genética; 3 Profesor del Posgrado en Fitosanidad;
4 Profesor de la Universidad Autónoma de Guerrero
Objetivos: Determinar el efecto de diferentes niveles de infestación natural y
controlada de escama blanca, sobre parámetros fisiológicos del mango en
plantaciones comerciales de las vars. Manila y Ataulfo, y en vivero.
Resultados preliminares
En hojas infestadas se observó una reducción de 92.39% de fotosíntesis
respecto a las hojas sanas, este mismo comportamiento se registró en la
conductancia estomática, donde la reducció fue de 62.40%; sin embargo el CO2
intracelular en hojas sanas disminuyó 52.96% respecto a las hojas infestadas
(Cuadro 1).
Figura 1. Colonias de escama blanca en
hojas.Figura 2. Colonias de escama blanca en
ramas.
Figura 3. Colonias de escama blanca en
hojas.Figura 4. Colonias de escama blanca en
frutos.
Figura 5. Hojas de mango var. Manila
fuertemente infestadas por escama
blanca.
Figura 6. Hojas de mango var. Ataulfo
mínimamente infestadas por escama
blanca.
Figura 7. Consola del equipo portátil de
fotosíntesis LI-COR 6400
Figura 8. Cámara de intercambio de
gases del equipo portátil de fotosíntesis
LI-COR 6400
Tipo de hojaFotosíntesis
(µmol/CO2/m2/s)
Conductancia
estomática
(µmol/CO2/m2/s)
CO2 intracelular
(ppm)
Infestada 50 % 0.0496 0.00673 371
Infestada 30 % 0.305 0.00531 292
Infestada 30 % 0.548 0.0286 351
Promedio 0.3009 0.0135 338
Sana 100 % 3.5 0.0224 128
Sana 100 % 1.82 0.0111 120
Sana 100 % 6.54 0.0743 229
Promedio 3.9533 0.0359 159
Cuadro 1. Comparación de algunos parámetros fisiológicos en hojas sanas de
mango e infestadas con escama blanca
Materiales y métodos
A). Evaluación en campo: En huertos comerciales de la Costa Grande y Chica
de Guerrero, México, se evaluarán árboles en estado productivo en dos
estaciones del año (estación de lluvias y época seca). Se identificarán
gradientes de daño (porcentaje de lámina foliar infestada). Las vars. a estudiar
serán Ataulfo y Manila.
¿Cuál es el daño causado por la escama blanca a nivel de tejido?
¿Se modifica el comportamiento de apertura y cierre estomáticos?
¿Cuáles son las causas de la elevación del CO2 intracelular en las hojas
infestadas?
¿Disminuye el peso específico y el contenido de azúcares en las hojas?
