MEJORAMIENTO DE PLANTAS ORNAMENTALES POR EFECTO DE LOS MUTÁGENOS HIDRATO DE CLORAL, FORMOL Y COLCHICINA (4)

PorING. AGR. GUILLERMO MERCHANCANO

Dada la constante pérdida de Biodiversidad en el mundo, el punto fundamental de partida para el establecimiento de un cultivo, es la selección de especies diferentes o mejores, que llamen la atención de los potenciales compradores, llámense hortalizas, flores o frutos que se vendan en plazas de mercado o almacenes de cadena.

En consideración a lo anteriormente expresado nace la necesidad de contar con nuevas y mejores especies que se oferten a un mercado en constante demanda de mejores cultivares, que aseguran mejores precios y además permiten aprovechar la escasa oferta local y nacional de semillas mejoradas. La utilización de múgatenos químicos con medios artificiales, tienen un gran interés, dado que se han obtenido importantes logros manipulando material vegetal con el efecto de sustancias capaces de producir cambios apreciables en corto tiempo, siendo de gran ayuda en el mejoramiento vegetal de especies que hoy son cultivadas masivamente ej.: Frutales como Manzanas, fresas, varias especies de flores , como la Rosa, Anthurios y otras. Con la investigación presente se pudo obtener efectos positivos en cuanto al tamaño de flores. Considerando que los actuales mercados exigen productos de calidad en el caso de frutas se necesita especies de frutas más grandes, de calidad y con buena producción, que garanticen la innovación en variedades con óptimas condiciones, resistentes a problemas fitosanitarios.

Con el presente estudio se obtuvieron efectos positivos en cuanto al tamaño de flores, mediante la utilización de tratamientos muta génicos a base de Hidrato de cloral, formol y Colchicina en dosis entre 0,5 y 1,5 % relación peso/volumen.

Para lograr efectos se utilizo diferentes concentraciones, para tratar las semillas de la especies estudiadas, con diferentes dosis y niveles de frecuencia de tiempo de inmersión(duración del tratamiento). La pregunta de investigación que se mantuvo, fue siempre: ¿Cuál es el nivel apropiado de la sustancia mutagenica empleada, los productos utilizados son los que inducen mutaciones  o cambios en la especies manipuladas.

La Hipótesis alternativa de este estudio es que las concentraciones  de Colchicina e hidrato de Cloral, formol entre 0,1 a 1,5 % inducen mutaciones. La colchicina y el Hidrato de Cloral inducen poliploides al efectuar tratamientos con las especies Boca de dragon Anthirrinus sp., Browallia sp., Clavel Dianthus caryopillus y Petunia sp.

Se encontró que se producen cambios morfológicos apreciables , evidentes poliploidias que son utagenoses cromosómicas, se cumple la inducción de mutaciones notorias con la aplicación de los productos en diferentes dosis, apreciado por el cambio de tamaño de flores, estas características es muy apreciada en los actuales mercados de flores.

En la experimentación se encontró cumplimiento con los Objetivos específicos: se obtuvo una dosis adecuada que produce efectos en las plantas tratadas, al comparar el tamaño de flores en las especies tratadas en relación a las plantas testigo. Comparando las variaciones en altura y número de flores en relación a las no tratadas, es necesario seguir realizando estudios cito genéticos, de campo y laboratorio con el fin de seguir el comportamiento de las especies al efecto de las sustancias potencialmente mutagenicas. Con el objeto de conseguir efectos deseables en plantas ornamentales, teniendo en cuenta que la diversidad es enorme en nuestros recursos, y que actualmente hay gran demanda de nuevas especies jardinicas.

NECESIDAD DE INVESTIGAR y DESARROLAR ”EL MEJORAMIENTO DE LAS ESPECIESCON LA UTILIZACION DE POBLACIONES LOCALES”

Dada la desaparición sistemática y continua de especies “Perdida de la Biodiversidad”, contamos en Colombia y América con especies vegetales únicas en el mundo, por lo tanto es justo y necesario que nos apropiemos del conocimiento y mediante técnicas sencillas comencemos a hacer experimentación con el fin de lograr resultados predecibles en corto tiempo, que  permitan la conservación y correcta manipulación de la Biodiversidad de nuestra región para el mejoramiento de las condiciones de vida de las familias campesinas asentadas en lugares distantes, que difícilmente pueden desarrollar actividades diferentes a la agricultura clásica con alternativas productivas diferentes.

La manipulación de la información genética de las diferentes especies que cultivamos en nuestra región es necesaria y debe hacerse con el fin de mejorar la calidad de vida de nuestras gentes; es evidente por ende su uso en la solución de problemas de falta de alimentos o para suplir las demandas de los mercados exigentes de variedades con mejores características ya sean para el caso de los Horticultores, tamaño, color, forma de flores, y en el de los productores de frutos y semillas, el tamaño y calidad de las cosechas.

Con la aplicación del conocimiento actual, se ha llegado a conseguir técnicas para la modificación genética de variedades de plantas, animales y microorganismos utilizados como alimentos o que intervienen en el proceso de obtención de alimentos. Muchos de estos alimentos así obtenidos son los que al provenir de organismos portadores de material genético perteneciente a especies no emparentadas, y emparentadas que le han sido transferidos por medio de cruces y otras manipulaciones, son los que permiten al hombre obtener mejores variedades con producciones que garantizan mercados con gran demanda.

Este artículo es un resumen y comentario del proyecto de mejoramiento de plantas denominado “EFECTO DE LOS MUTAGENOS HIDRATO DE CLORAL, FORMOL Y COLCHICINA EN PLANTAS ORNAMENTALES”. Se hace con el fin de dar  a conocer técnicas novedosas, que hacen posible satisfacer la demanda de semillas de calidad de diferentes especies, con potencial económico. Investigación que además sienta las bases para el mejoramiento rápido mediante la inducción de mutaciones aprovechables para diferentes especies nativas, hortícolas de nuestra región

MARCO TEORICO:

Entre los principales factores a tener en cuenta con el fin mejorar las especies Hortícolas y Ornamentales están:

1. Necesidad de mejores variedades con mejores frutos y flores

2. Aumentar el rendimiento y calidad

3. Plantas resistentes a problemas fitosanitarios

EMPLEO DE POBLACIONES LOCALES

Es una de las formas sugeridas por diferentes investigadores Aceves (1) para conseguir plantas adaptadas a condiciones locales.

MUTACIONES

De acuerdo con la Dra. Andrea morales (10), todas las plantas son mutantes, de otras plantas que existieron antes, para ella todas son mutantes. Por ejemplo, antiguamente no había plantas con flores, sino que el planeta estaba lleno de pinos, helechos, etc.: plantas denominadas gimnospermas, nombre que se les da a las plantas que producen semillas pero carecen de flores. Las angiospermas, que sí tienen flores, surgieron en una época más reciente. Siendo La función de las flores reproductiva. La mayoría de las mutaciones no son capaces de reproducirse, caso excepcional de poliploidias, algunas mutaciones desaparecen, pero se debe tener en cuenta que los seres vivos están mutando todo el tiempo.

TIPOS DE MUTANTES

La poliploidía(16) es un incremento del número de cromosomas característico del complemento diploide; por ejemplo, la no disyunción de los cromosomas en la meiosis lleva a la aparición de individuos (4n), los cuales estarán aislados reproductivamente de la especie, a pesar de poder reproducirse sexualmente.

La poliploidía se produce por irregularidades de la meiosis: en la primera división (profase), cuando los cromosomas homólogos se aparean para formar tétradas, y no se separan durante la anafase I; esto origina una célula con todo el complemento cromosómico y la otra con ninguno, donde la primera pasa por la segunda división meiótica y produce gametos diploides. Por lo tanto si este gameto se une con otro normal producirá un cigoto triploide (estéril).INDUCCION DE MUTACIONES

De acuerdo con MONTOYA,(9) RADICE, H.(10) Los utagenos químicos producen 3 tipos de efectos de los cuales son de material de especial interés genético y para el mejoramiento de plantas

1-      Lesiones primarias

2-      Factores mutacionales , Mutaciones de punto , génicas

3-      Mutaciones cromosómicas

4-      Los terceros y segundos pueden ser transmitidos a las primeras generaciones, los efectos de lesión son observables en las primeras generaciones.

5-      Los factores que involucran cambios cromosómicos, son bien definidos del material nuclear.

EFECTO DE LA COLCHICINA

En concentraciones de al menos 0.05 % la colchicina tiene la propiedad de inhibir la formación de las fibras del huso mitótico y por lo tanto la anafase no ocurre. Como la formación de las fibras del huso mitótico y por lo tanto la anafase no ocurre. Da como resultado que los cromosomas metafasicos permanecen en un solo núcleo, doblándose así la dotación cromosómica de la célula.

Los efectos logrados desde mediados de los años 30 en diferentes especies ornamentales. Como en plantas de lilium, boca de dragón, caléndulas petunias, con aplicación de colchicina a diferentes niveles, logrando plantas resultantes de crecimiento más vigoroso y de flores más grandes

Portaluppi (25)   y otros : realizaron ensayo en la especie Zephyrantheceae. Martinezii Rav. Es una especie de la tribu americana Zephyrantheae (Amarilidácea)   asi. Utilizaron un tratamiento que consiste en sumergir en solución acuosa de colchicina según el siguiente detalle: Colchicina al 0.02% durante 6,5 hs (pre-ensayo); al 0.05% durante 30 hs; al 0.1 % durante 24 hs. Testigos: plántulas sin tratar, que se mantuvieron en inmersión en agua durante el tiempo que dura el tratamiento.

Imery-Buiza, J. et al (6) en la universidad de Oriente Venezuela hicieron: La inducción inicial de poliploidía en sábila con ayuda de colchicina, la que se logró mediante inmersión completa de rizomas de Aloe vera en solución acuosa de colchicina a tres concentraciones (0,05; 0,10 y 0,15% p/v) y cuatro tiempos de exposición (6, 12, 19 y 24 horas). Los esquejes tratados fueron lavados con agua a chorro continuo durante un minuto y sembrados en una mezcla desinfectada de arena, tierra y aserrín. A los 60 días después del tratamiento, se trasplantaron los hijuelos a bolsas de polietileno, manteniéndose bajo condiciones de vivero hasta su evaluación (6) Imery,

Según Ponce (20), Pablo et al . Uno de los métodos valiosos como acortar el tiempo en el mejoramiento de plantas esta en el método utilizado en Biotecnología, que se hace con tratamientos utilizando una solución acuosa donde se sumergen las raíces, dejando fuera la parte aérea. También se puede hacer llegar la solución al interior de la planta utilizando una jeringa con la dosis deseada (micro inyección), o por absorción de la solución a través de los tallitos decapitados ,sobre los que se vierte. Otra forma de hacerlo es tratar los callos con colchicina antes de trasladarlos al medio de regeneración. Este último método permite la obtención de gran número de doble haploides, pero presenta la desventaja de que la mayoría de las plantas así obtenidas son un mosaico cromosómico.

David James, ( 3), Cita en un artículo que la utilización de colchicina es utilizada en el reino unido y en Europa para obtener variedades que dan mejores cosechas de especies como el trigo y las hortalizas.

Kimberley L., et al.(5) Con investigación de la poliploidía en estomas de caléndula ha encontrado que se puede observar características de dotaciones extras de cromosomas, después de tratar los tejidos con colchicina, las que aparecen luego al hacer observaciones microscópicas.

Entre las observaciones generales mas evidentes de las plantas afectadas por tratamientos con colchicina están, según Foro Pasiflora

- Hojas de un verde más oscuro

- Hojas más gruesas, (como más carnosas).

- Hojas con venas más patentes.

- Las glándulas de los peciolos más grandes, más largos o en mayor número de lo normal.

- Anteras y estilos más grandes.

- Flores más grandes.

- Hojas normalmente más grandes.

- Presencia de una especie de pico en la punta del lóbulo de las hojas.

- En ocasiones repeticiones anómalas de ciertos órganos, p.ej. aparición de un ovario más pequeño en el interior del ovario.

- En híbridos estériles recuperación de la fertilidad.

Más o menos esos son algunos de los signos de que una planta ha mutado, pueden darse todos o solo algunos de ellos.

El incremento hereditario de copias del genoma, desempeñaba un papel clave en el origen de nuevas especies vegetales. Se cree que entre el 40% y el 80% de las angiospermas actualmente existentes son poliploides. Sin embargo, las últimas estimaciones indican que sólo un tres o cuatro por ciento de las especies vegetales tienen su origen en eventos de especiación poliploide más recientes. Hace poco, un equipo de investigadores de la Universidad de Münster (Alemania), de la Universidad de Alaska (EE.UU.) y de la Universidad de British Columbia (Canadá) presentó pruebas de que la poliploidía es una importante fuerza motriz de la especiación vegetal. Los investigadores demostraron que el 15% de las fanerógamas y más del 30% de los helechos se derivan directamente de la poliploidía. El equipo de investigación, encabezado por Troy Wood, utilizó un conjunto de técnicas citogenéticas y filogenéticas para estudiar la frecuencia de la poliploidía en una muestra diversa de géneros de plantas vasculares, especialmente con respecto a la aparición de nuevas especies vegetales. Sin embargo, los investigadores observaron que los linajes vegetales originados por un ancestro poliploide no parecen tener más éxito que las plantas diploides en la producción de especies. Loren Rieseberg, señala que «el hecho de que la poliploidía no parece tener influencia alguna en las tasas de diversificación debería frenar los comentarios entusiastas sobre las ventajas de esta clase de tratamientos.

METODOLOGIA

Se utilizo semillas de las especies petunia, clavel, Browallia, y Antirrinum majus, tratadas con Hidrato de cloral, formol y Colchicina.

RESULTADOS

Considerando la importancia, del mejoramiento de especies de valor ornamental, por su valor económico en el mercado nacional y mundial. Son apreciables las observaciones encontradas en la investigación, que se pueden seguir estudiando con el fin de aprovechar estos efectos para el desarrollo de la Floricultura, Horticultura en Colombia, dado que es uno de los renglones más representativos en la generación de ingresos, y pueden ser estos cultivos alternativos, oportunidades para mejorar en nivel de vida campesino.

           A continuación se presentan los datos que se obtuvieron en la investigación comentada.

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

La aplicación de tratamientos con los productos Hidrato de cloral, Formol, y Colchicina produce cambios morfológicos apreciables en cuanto a altura de plantas, diámetro de flores, y numero de flores, las especies a las que se le aplico los tratamientos fueron: Browallia speciosa, Boca de Dragón Anthirrinum majus, Clavel Dianthus cariophilus, Petunia sp.

Entre los efectos más notables están el aumento del diámetro de flores en las especies, clavel y petunia. Cualidades que son bastante apreciadas en el mercado de flores, es de anotar que por experimentaciones de varios autores entre ellos Imery (6) ,Kimberly (5), Merchancano (9), estos cambios en el tamaño de órgano también fueron reportados por otros autores, que es explicado por producirse el efecto de POLIPLOIDIAS.

La acción notable del aumento de la corola de las plantas y el numero de pétalos, a permitido a través de los años patentar numerosas especies que tienen una alta demanda en el mercado mundial entre estas están las rosas, los Hemerocallis , tulipanes, boca de dragón, petunia, Begonia, clavel, Crisantemun , y otras. Estos logros de la investigación en ciencia aplicada, hacen que en la actualidad, numerosas  plantas de nuestras propias vegetación, estas especies que para nosotros son simplemente hiervas, se han extinguido y en cambio subsisten en otros continentes como especies ornamentales. Que dada su apariencia difícilmente podemos reconocerlas del tipo original.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en la presente investigación nos atrevemos a decir, que los resultados que han obtenido muchos investigadores en el mejoramiento clásico, son motivo del azar y que muchos segregantes de cruzamientos en su proceso de estabilización, mutaron pero eso es difícil de corroborar en el campo y así solo con un estudio Cito genético se podría comprobar, estos efectos que muchas veces son evidentes, entre estos están los encontrados en esta investigación como son: el engrosamiento de órganos, o el aumento de tamaño de órganos, hojas, flores. En investigaciones realizadas en otras especies mediante mejoramiento clásico, este es solo atribuibles al vigor hibrido producto de los cruzamientos.

Este método seria de gran ayuda a futuro en la obtención de mejores calidades en cultivos de ornamentales, arveja, haba, maíz, y frutales (9). Donde nuestras regiones no han podido superar la dependencia de semillas provenientes de otras latitudes que además de costosas, tienen tiempos de adaptación largos con un manejo riguroso en el control de plagas y enfermedades.

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