Interciencia
Asociación Interciencia
interciencia@ivic.ve
ISSN (Versión impresa): 0378-1844
VENEZUELA
2004
Christiane Molinos da Silva / Ángel Villegas Monter / Prometeo Sánchez García /
Gabriel Alcántar González / Ma. Nieves Rodríguez Mendoza / Lucero del Mar Ruiz
Posadas
EFECTO DEL POTENCIAL OSMÓTICO Y CONTENIDO DE CA EN EL MEDIO DE
CULTIVO SOBRE LA DISTRIBUCIÓN DE CA2+ Y K+, PRODUCCIÓN DE BIOMASA
Y NECROSIS APICAL DE VID “R110”
Interciencia, julio, año/vol. 29, número 007
Asociación Interciencia
Caracas, Venezuela
pp. 384-388
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México
EFECTO DEL POTENCIAL OSMÓTICO Y CONTENIDO DE Ca EN
EL MEDIO DE CULTIVO SOBRE LA DISTRIBUCIÓN DE Ca2+ Y K+,
PRODUCCIÓN DE BIOMASA Y NECROSIS APICAL DE VID “R110”
Christiane Molinos da Silva, Ángel Villegas Monter, Prometeo Sánchez García,
Gabriel Alcántar González, Ma. Nieves Rodríguez Mendoza y Lucero del Mar Ruiz Posadas
RESUMEN
El potencial osmótico, el balance iónico y las relaciones nutricionales del medio de cultivo son determinantes en el crecimiento y distribución de nutrientes de las plantas cultivadas in
vitro; sin embargo, en la mayoría de las investigaciones los primeros no se consideran. Se evaluó el efecto de diferentes potenciales osmóticos de las sales (-0,106; -0,113; -0,120; -0,128;
-0,143 y -0,157MPa) y del contenido de Ca2+ en el medio de cultivo sobre la distribución de Ca2+ y K+, y el peso de biomasa seca
de explantes de vid. La concentración iónica de los explantes se
Introducción
La disponibilidad de los
nutrientes influye en el crecimiento de las plantas in vitro,
que está determinado por la
concentración, fuente y relación iónica del medio de cultivo (Leifert et al., 1992).
George (1993) atribuye a las
sales inorgánicas y al azúcar
sus efectos sobre el desarrollo
de las plantas debido a sus
propiedades osmóticas. La
baja actividad fotosintética y
pequeña área foliar de explantes, en condiciones in vitro,
no proporcionan cantidades
suficientes de carbohidratos,
por lo que los elementos minerales y compuestos orgánicos del medio son esenciales
(Ruz éicå et al., 2000).
El potencial osmótico del
medio de cultivo tiene efecto
directo en los explantes; conforme sea más negativo, menor será la absorción de agua
y, por consecuencia, se dificultará la multiplicación de
brotes axilares por la baja
disponibilidad de los nutrientes del medio. La composición mineral de los medios de
cultivo resulta fundamental,
ya que tiene un efecto decisivo en el potencial osmótico y
el pH del medio, así como en
midió con un microscopio electrónico de barrido de bajo vacío
(MEB-LV). El mayor potencial osmótico del medio de cultivo
(-0,106MPa) favoreció la translocación de Ca 2+ y K + de los
tallos hacia las hojas, mientras que, el potencial más negativo (-0,157MPa) permitió que los mayores contenidos se acumularan en los tallos. El mayor peso de biomasa seca (57mg) y los
menores porcentajes de explantes con síntomas de deficiencia de
Ca2+ (20%) se obtuvieron con el potencial osmótico de -0,106MPa
y con concentración de Ca2+ en el medio de cultivo de 1,5mM.
la nutrición de los explantes
(Morard y Henry, 1998). En
este sentido, George (1993)
señala que las células mantenidas en un ambiente con
bajo potencial osmótico pierden agua y disminuyen su potencial hídrico, alterando su
morfogénesis. Por otra parte,
Pierik y Steegmans (1975) indican que el crecimiento y
organogénesis de los explantes se detienen cuando el potencial osmótico es más negativo que -0,3MPa debido a la
baja absorción de agua.
Las sales del medio de cultivo propuestas por Murashige
y Skoog (1962) son deficien-
tes en algunos macronutrientes, lo que impide el adecuado desarrollo de especies leñosas, como es el caso de peral y manzano (Singha et al.,
1987). En la mayoría de los
trabajos realizados con vid, se
ha utilizado este medio y ha
sido frecuente la presencia de
necrosis apical (Sha et al.,
1985) e hiperhidratación
(Ruz é i c å et al., 2000) en los
explantes, debido, entre otros
factores, a los desbalances
iónicos y relaciones nutricionales.
Es notorio el efecto de los
macronutrientes en los explantes, siendo estudiados con
PALABRAS CLAVES / Portainjerto / Relación Ca2+/K+ / Vitis berlandieri x V. rupestris R. /
Recibido: 29/01/2004. Modificado: 01/06/2004. Aceptado: 11/06/2004.
Christiane Molinos da Silva. Ingeniera Agrónoma, Pontifícia
Universidade Católica do Rio
Grande do Sul (PUCRS), Uruguaiana, Brasil. Maestra en Ciencias, Universidade Federal do
Rio Grande do Sul, Porto Alegre,
Brasil. Estudiante de Doctorado,
IREGEP, Colegio de Postgraduados,
México.
Dirección:
IRENAT, Colegio de Postgraduados. Km. 35.5 Carr. MéxicoTexcoco. C.P. 56230 Montecillo,
Estado de México, México. email: molinacea@hotmail.com
Ángel Villegas Monter. Ingeniero
Agrónomo Fitotecnista, Escuela
384
Nacional de Agricultura (ENA),
México. Maestro en Ciencias
en Fruticultura, Colegio de
Postgraduados, México. Doctor
Ingeniero Agrónomo, Universidad de Córdoba, España. Profesor Investigador, IREGEP, Colegio de Postgraduados, México. e-mail: avillega@colpos.mx
Prometeo Sánchez García. Ingeniero
Agrónomo, Universidad Rusa,
Moscú, Rusia. Ph.D., Universidad de la Amistad de los Pueblos, Moscú, Rusia. Profesor Investigador, IRENAT, Colegio de
Postgraduados, México. e-mail:
promet@colpos.mx
0378-1844/04/07/384-05 $ 3.00/0
Gabriel Alcántar González. Ingeniero Bioquímico, Escuela Nacional de Ciencias Bioquímicas (ENCB), Instituto Politécnico Nacional (IPN), México.
Maestro en Ciencias, Colegio
de Postgraduados, México.
Doctor en Ciencias, Universidad de Paris, Francia. Profesor
Investigador, IRENAT, Colegio
de Postgraduados, México. email: alcantar@colpos.mx
Ma. Nieves Rodríguez Mendoza.
Químico Farmacéutico Biólogo, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
Maestra en Ciencias en Micro-
biología de Suelos y Doctora
en Ciencias en Nutrición de
Cultivos, Colegio de Postgraduados, México. Profesor Investigador, IRENAT, Colegio
de Postgraduados, México. email: marinie@colpos.mx
Lucero del Mar Ruiz Posadas.
Biólogo, UNAM. Ph.D., University of Lancaster, Reino
Unido. Profesor Investigador,
IRENAT, Colegio de Postgraduados, México. e-mail:
lucpo@colpos.mx
JUL 2004, VOL. 29 Nº 7
SUMMARY
The osmotic potential, ionic balance and the nutrient ratios of
culture medium are determinant for in vitro propagated plants
growth; however, in most investigations, these factors are not considered. The effect of different osmotic potentials (-0.106, -0.113,
-0.120, -0.128, -0.143 and -0.157MPa) and Ca2+ contents of culture medium salts on the distribution of Ca2+ and K+, and on dry
biomass of explants of grapevine were evaluated. The Ca2+ and K+
concentrations were measured with a low vacuum scanning elec-
tron microscope (MEB-LV). Ca2+ and K+ translocation from stems
to leaves was favored by the higher osmotic potential of culture
medium (-0.106MPa), whereas the larger contents of these elements at the base of the stems were found at the most negative
osmotic potential (-0.157MPa). The greater dry biomass weight
(57mg) and the smaller percentage of explants with Ca2+ deficiency symptoms (20%) were obtained at -0.106MPa, the lower
osmotic potential, and 1.5mM Ca2+ in the culture medium.
RESUMO
O potencial osmótico, o balanço iônico e as relações nutrimentais dos meios de cultura são determinantes para o crescimento e distribuição dos nutrientes das plantas cultivadas in
vitro, entretanto, na maioria dos casos os primeiros não são
considerados. Neste estudo, avaliou-se o efeito de diferentes potenciais osmóticos dos sais minerais do meio de cultura (-0,106;
-0,113, -0,120; -0,128; -0,143 e -0,157MPa) e concentração de
Ca2+ sobre a distribuição de Ca2+, K+ e peso de biomassa seca
dos explantes de videira. A concentração iônica foi quantificada
com um microscópio eletrônico de barrido de baixo vazio
(MEB-LV). O maior potencial osmótico do meio de cultura
(-0,106MPa) favoreceu a translocação de Ca2+ e K+ dos talos
para as folhas, enquanto o potencial mais negativo (-0,157MPa)
permitiu os maiores niveles nos talos. O maior peso de biomassa seca (57mg) e os menores porcentuais de explantes com os
sintomas de deficiência de Ca2+ (20%) se obtiveram com o potencial osmótico de -0,106MPa e com a concentração de 1,5mM
de Ca2+ no meio de cultura.
TABLA I
CONCENTRACIÓN DE CA2+ Y K+, SUMATORIA DE IONES Y POTENCIAL OSMÓTICO DE
VARIOS MEDIOS DE CULTIVO UTILIZADOS EN LA MICROPROPAGACIÓN DE VID
Ca2+
K+
ΣC
Ca2+/K+
mM
4,23
1,27
0,22
2,99
1,13
2,99
3,00
ΣA
mM
4,3
1,66
39,9
20,04
30,93
4,74
1,24
1:1,0
1:1,3
1:181
1:6,7
1:27
1:1,6
1:0,4
13,21
9,19
46,56
47,63
45,68
22,47
13,23
13,79
8,79
43,16
48,13
37,46
19,97
13,75
Ψo
MPa
-0,065
-0,043
-0,215
-0,230
-0,200
-0,102
-0,065
Referencia
Knop, 1865
White, 1943
Nitsch y Nitsch, 1956
Murashige y Skoog, 1962
Chu et al., 1975
Anderson, 1978, 1980
Lloyd y McCown, 1981
ΣA: suma de aniones, ΣC: suma de cationes, Ψo: potencial osmótico de las sales del medio de cultivo. Modificado
de George (1993) y Morard y Henry (1998).
mayor frecuencia la relación
NO 3-:NH 4+ en los medios de
cultivo (Do y Cormier, 1991;
Vinterhalter y Vinterhalter,
1992). Sin embargo, el Ca2+ y
el K+ son también esenciales
para el desarrollo de las plantas y son antagónicos entre sí,
por lo que debe haber una
correcta relación entre ambos.
Cabe indicar que en muchos
medios de cultivo utilizados
para propagación de vid hay
mayor proporción de K + , lo
que resulta en menor calidad
de brotes (Tabla I).
La demanda nutricional y el
contenido en Ca2+ de las plantas son controlados genéticamente, además de estar afectadas por el suplemento de este
nutriente (Kirkby y Pilbeam,
1984). Clarkson (1984) y
Marschner (2002) indican que
los desórdenes ocasionados
por deficiencia de Ca 2+ son
causados principalmente por la
limitada capacidad de las plantas de regular la distribución
interna de este elemento a los
órganos de demanda, dado que
el movimiento de Ca2+ es principalmente acropétalo, vía
xilema, y puede estar correlacionado con la cantidad de
agua que se mueve en los tejidos (Choi y Lee, 2001). Además, la salinidad reduce el
transporte del agua y asimilación de nutrientes (Adams y
Ho, 1989; Navarro et al.,
2000).
Uno de los problemas asociados con deficiencias de
Ca2+ en los ápices de los brotes es la necrosis apical que
JUL 2004, VOL. 29 Nº 7
ocurre en explantes cultivados
in vitro, principalmente en especies leñosas, resultado de la
baja movilidad del ion. En
cultivos in vitro la alta humedad limita la transpiración y
el movimiento de iones vía
xilema (George, 1993).
Las investigaciones referentes a la necrosis apical con un
enfoque en nutrición in vitro
se han encaminado a evaluar
niveles de Ca2+, sin considerar
el balance iónico y el potencial osmótico del medio, así
como las necesidades nutricionales de los explantes. Por
otro lado, la técnica de
espectrometría de fluorescencia de rayos-X (EPMA por
Electron-Probe X-Ray Microanalysis) presenta resultados
favorablemente comparados a
los obtenidos mediante AESICP y la ventaja del proceso
de no ser destructivo y consecuentemente rápido (Günter et
al., 1992). El objetivo de este
trabajo fue evaluar el efecto
del potencial osmótico y el
contenido de Ca 2+ en el medio de cultivo sobre la distribución y acumulación de Ca2+
y K+, producción de biomasa,
y la incidencia de necrosis
apical en explantes de vid.
Materiales y Métodos
Material vegetal y medios
de cultivo
Se utilizaron brotes apicales
(1cm) del portainjerto de vid
R110 (Vitis berlandieri x V.
rupestris R.), mantenidos por
siete subcultivos en medio
base semi-sólido compuesto
por 10mM NH4NO3; 7,91mM
KNO3; 1,5mM MgSO4·7H2O;
1,25mM KH 2 PO 4 ; 3,0mM
Ca(NO 3 ) 2 ·4H 2 O;
0,1mM
EDTA y 0,1mM FeSO4 7H2O;
complementados con 1mg·l -1
mio-inositol; 0,4mg·l-1 tiamina; 0,5mg·l -1 benciladenina
(BA); 0,25mg·l-1 ácido indolbutírico (AIB); 30g·l-1 sacarosa y 7g·l -1 agar. Los medios
se ajustaron a pH 5,7 ±0,1
con HCl o NaOH y fueron
esterilizados en autoclave durante 15min a 121ºC.
385
Los valores de potencial
osmótico del medio de cultivo
de los tratamientos (Tabla II)
se obtuvieron a través de la
ecuación de Van’t Hoff’s: Ψo
= -c R T, donde c: concentración de soluto en mol·l-1, R:
constante de gases, T: temperatura en ºK.
Cada tratamiento constó de
36 explantes y cada uno de
éstos se consideró como unidad experimental. Se consideró
como testigo el potencial
osmótico del medio de cultivo
para vid (-0,113MPa) propuesto por Troncoso et al. (1990)
y Villegas et al. (1992). Los
segmentos nodales se sembraron en tubos de ensayo de
25x150ml, con 10ml de medio
de cultivo. Los tubos fueron
cerrados con tapas de polipropileno y sellados con una película de Parafilm, para reducir
la deshidratación del medio y
los explantes. Después de la
siembra, los explantes se incubaron a una a 25 ±2ºC, fotoperíodo de 16h luz e intensidad
luminosa de 47,3µmol·m-2·s-1.
Los explantes se subcultivaron
cada 28 días.
TABLA II
COMPOSICIÓN MINERAL DEL MEDIO DE CULTIVO USADO, COMPLEMENTADO CON
30G·L-1 DE SACAROSA (ΨO: -0,217MPA) A 25°C
Ψo
MPa
-0,106
-0,113
-0,120
-0,128
-0,143
-0,157
Ca2+
1,5
3,0
4,5
6,0
9,16
12,0
K+
9,16
9,16
9,16
9,16
9,16
9,16
Mg2+
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Las determinaciones de
Ca2+ y K+ en tallos y hojas de
los explantes de vid se realizaron a los 2, 5, 7, 14, 21 y
28 días después del establecimiento del experimento (dde),
mediante análisis en microscopio electrónico de barrido
de bajo vacío (MEB-LV),
marca JEOL modelo JSM5900 LV con filamento de
tungsteno, unido a un analizador de energía dispersiva de
rayos-X (EXL, modelo LZ-4),
que mide la concentración
iónica y permite el análisis de
muestras no conductoras y
húmedas. Se consideraron tres
repeticiones por tratamiento
para la determinación iónica
en la base del tallo y en la
superficie abaxial de las hojas, que fueron analizados con
una magnificación de 500x,
aceleración de voltaje de
20keV y corriente de emisión
de electrones de 10µA. Se ob-
386
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
ΣC
NO3-
H2PO4-
SO42-
ΣA
ΣT
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
22,16
23,66
25,16
26,66
29,82
32,66
44,32
47,32
50,32
53,32
59,64
65,32
mM
22,16
19,41
23,66
20,91
25,16
22,41
26,66
23,91
29,82
27,07
32,66
29,91
ΨoT
MPa
-0,323
-0,330
-0,337
-0,345
-0,360
-0,374
Ψo: potencial osmótico de las sales, ΣA: suma de aniones, ΣC: suma de cationes, ΣT: suma total de iones.
tuvieron el espectro y las
imágenes en las condiciones
descritas por Hodson y
Sangster (1989).
Con los valores obtenidos
en porcentaje de Ca2+ y K+ se
calculó la acumulación de estos elementos en mM en los
explantes: mg Ca2+/explante/
0,04 y mg de K +/explante/
0,039. Además, se determinó
la concentración relativa (Crel)
de estos iones como Crel (Ca2+,
+
2+
+
K ) = mM (Ca , K ) en el
explante por mM (Ca 2+, K +)
utilizados en el medio de cultivo.
Producción de biomasa seca
Cuantificación del
contenido de Ca2+ y K+
y su distribución en los
explantes de vid
NH4+
El peso de materia fresca
de tres explantes se determinó
a los 2, 5, 7, 14, 21 y 28 días
dde, y posteriormente los
explantes se secaron a 65ºC
durante 72h para obtener el
peso de biomasa seca (PBS)
por explante en mg.
Necrosis apical
en los explantes
Se evaluaron los brotes que
presentaron síntomas visuales,
tales como oscurecimiento de
los ápices, amarillamiento de
las hojas nuevas o necrosis
apical. Los brotes se clasificaron de acuerdo con la escala:
1. Explantes vigorosos, hojas
de coloración verde y entrenudos largos
2. Hojas nuevas amarillas
3. Ápices con ligeros síntomas de necrosis
4. Necrosis apical (muerte del
explante).
Para el análisis estadístico,
se realizó análisis de varianza
y comparación de medias por
Tukey (P≤0,05) con el paque-
te de diseños experimentales
FAUANL versión 1.7 (Olivares, 1990).
Resultados y Discusión
Concentración de Ca2+
y K+ en tallos, hojas
y planta entera
Se presentan los resultados
obtenidos a los 28 dde, debido
a que únicamente hubo diferencias significativas entre tratamientos (P≤0,05) en ese tiempo. Los resultados en la Tabla
III indican que los tratamientos
indujeron diferencias significativas (P≤0,05) en los niveles de
Ca2+ y K+ en la base de los tallos de los explantes.
Las concentraciones de Ca2+
y K+ fueron diferentes en los
contró más Ca2+ en las hojas.
Los menores niveles de Ca 2+
en la base de los tallos
(3,8mg·g-1) se encontraron en
el medio con las concentraciones más bajas de Ca 2+
(1,5mM) y mayor potencial
osmótico (-0,106MPa) mientras que en las hojas se observó la mayor concentración
(9,9mg·g-1) en el mismo tratamiento. En estas condiciones
el flujo de agua se favorece y
con ello hay mayor asimilación y translocación de Ca2+
hasta los ápices de los brotes,
resultados que coinciden con
Choi y Lee (2001) quienes
señalan que la distribución
de Ca2+ en la parte aérea de
los tejidos es afectada por el
movimiento de agua y por el
estrés osmótico que reducen
TABLA III
CONCENTRACIÓN DE CA2+, K+ Y CA2+/K+ EN TALLOS Y
HOJAS DE VID ‘R110’ CULTIVADA* IN VITRO
Ψo
Tallo
K+
Ca2+/K+
mg·g-1
3,8b
3,7b
9,4a
4,8b
9,9a
7,4b
8,3ab
8,3ab
9,3a
4,9b
11,5a
13,2a
1,01ab
1,96a
1,34ab
1,0ab
1,9a
0,87ab
Ca2+
MPa
-0,106
-0,113
-0,120
-0,128
-0,143
-0,157
Hoja
Ca2+
K+
mg·g-1
9,9a
9,9ab
1,0d
12,3ab
5,4bc
13,2ab
2,7cd
10,5ab
7,0ab
14,3a
3,0bcd
8,2b
Ca2+/K+
1,0 a
0,08c
0,41b
0,26b
0,49b
0,37b
* A los 28 días después del establecimiento del experimento. Medias con la
misma letra en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey ≤0,05).
órganos analizados, corroborando lo encontrado por Borkowska y Michalczuk (1989)
que estudiaron la distribución
de 45Ca2+ en explantes de Prunus cerasus L. y detectaron
más actividad en los tallos
durante los primeros 4 días
de cultivo, mientras que a
partir de los 16 días se en-
la asimilación de nutrientes.
Ruz éic å et al. (2000) mencionan que la asimilación
iónica del portainjerto de cereza fue mayor en el medio
de cultivo con potencial osmótico de -0,058MPa y con
reducido contenido de macronutrientes, particularmente de
K+, Ca2+, Mg2+.
JUL 2004, VOL. 29 Nº 7
Por su parte, Ruhl (1989)
obtuvo un aumento en la
concentración de K + en raíces y tallos de vid a medida
que incrementó los niveles
de nitrato en el medio de
cultivo, lo que coincide con
lo encontrado en el presente
estudio, donde la concentración de 29,91mM de NO 3 propició la mayor cantidad
de K + en tallo (13,2mg·g -1 ),
siendo que para el Ca 2+ no
se observó el efecto directo
del NO3-.
Mengel y Kirkby (1987)
encontraron que la tasa de
asimilación de nutrientes difiere en las especies iónicas,
debido a la desigual absorción de cationes o aniones
del medio de cultivo; estos
desbalances se compensan
en la planta mediante la
acumulación o degradación
de ácidos orgánicos, principalmente malato, además de
que el xilema presenta un
proceso muy dinámico de
intercambio y liberación de
iones hacia las células epidérmicas circundantes, por
lo tanto, no es un indicador
preciso del estado nutricional de las plantas. Lo anterior permite entender porque
la relación Ca 2+ /K + en la
base de los tallos de explantes de vid no presentó una
correlación con las concentraciones de estos iones en
el medio del cultivo (R 2 =
0,17).
El contenido de Ca2+ y K+,
y la relación Ca 2+/K + en las
hojas no mostraron una estrecha correlación con el potencial osmótico del medio
de cultivo (R2= 0,23; 0,46 y
0,45 respectivamente). Sin
embargo, considerando la
concentración total de K+ en
el explante entero, la correlación aumenta hasta R 2 =
0,79. Singha et al. (1990)
encontraron que, en la medida que se disminuyó el potencial osmótico del medio
de -0,218 hasta -0,258MPa
hubo incremento en los porcentajes de Ca2+ y K+ en los
explantes de Cydonia oblonga Mill.
El tratamiento con el potencial osmótico de -0,157MPa y
con los mayores niveles de
TABLA IV
PESO DE BIOMASA SECA (PBS), ACUMULACIÓN
Y CONCENTRACIÓN RELATIVA DE CA2+ Y K+
EN EXPLANTES DE VID ‘R110’ CULTIVADA* IN VITRO
A DIFERENTE POTENCIAL OSMÓTICO DEL MEDIO
DE CULTIVO
Ψo
(MPa)
PBSy
(mg
explante-1)
-0,106
-0,113
-0,120
-0,128
-0,143
-0,157
56,0a
30,9c
29,6c
51,5b
50,3b
23,5d
Acumulación (mM)
Ca2+
9,6ab
4,1b
5,7ab
7,1ab
10,2a
4,3b
Concentración relativa
K+
Ca2+/K+
Ca2+
K+
Ca2+/K+
9,8ab
6,7b
7,8ab
12,4a
12,4a
6,4b
0,98a
0,6a
0,7a
0,6a
0,8a
0,7a
6,4a
1,4b
1,3b
1,2b
1,1b
0,4c
1,07a
0,7ab
0,9ab
1,4a
1,4a
0,7ab
6,0a
2,0b
1,4b
0,9b
0,8b
0,6b
* A los 28 días después del establecimiento del experimento. Medias con la
misma letra en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey ≤0,05).
Ca2+ (12mM) en el medio de
cultivo dio por resultado la
menor concentración de K +
en las hojas, lo cual comprueba el antagonismo existente entre ambos cationes.
Resultados similares encontraron Peñalosa et al.
(1995), en plantas de fríjol
cultivadas en hidroponía.
El tratamiento con -0,113
MPa, considerado como testigo, presentó la menor relación Ca 2+ /K + en las hojas
(0,08). Por otro lado, se demostró que a menores niveles de Ca 2+ y mayor potencial osmótico del medio
rroborando la dificultad de
este ion de distribuirse en la
planta en condiciones salinas, reportada por Choi y
Lee (2001).
Peso de biomasa seca
(PBS), acumulación y
concentraciónrelativa de
Ca2+ y K+ en los explantes
En la Tabla IV se observan diferencias estadísticas
significativas (P≤0,05) a los
28 dde para el peso de biomasa seca (PBS) y acumulación de Ca 2+ y K + en explantes del portainjerto de
TABLA V
PORCENTAJE DE BROTES DE VID “R110” CON
SÍNTOMAS DE NECROSIS APICAL*
Ψo
Ca2+ en el medio
(MPa) de cultivo (mM)
-0,106
-0,113
-0,120
-0,128
-0,143
-0,157
1,5
3,0
4,5
6,0
9,16
12,0
Clasificación de los explantes**, según
la escala de presencia de necrosis apical
1
2
3
4
80a
20c
0a
0
17c
73a
10b
0
57b
43b
0a
0
40b
57a
3b
0
70a
30b
0a
0
37b
60a
3b
0
* A los 28 días después del establecimiento del experimento.
** Número total de explantes por tratamiento = 36.
Medias con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales
(Tukey ≤0,05).
(1,5mM y -0,106MPa, respectivamente), se incrementó
la concentración de Ca 2+ en
las hojas (9,9mg·g -1 ) a los
28 dde, lo cual coincidió
con el mayor número de
plantas sin síntomas visuales
de deficiencia de Ca 2+ , co-
JUL 2004, VOL. 29 Nº 7
vid R110 cultivados in vitro,
por efecto del potencial osmótico. El PBS fue significativamente superior en el
tratamiento con -0,106MPa,
lo cual coincide con Singha
et al. (1990), quienes estudiaron niveles de 3, 9 y
18mM de Ca 2+ y potenciales
osmóticos calculados de 0,218; -0,235 y -0,259MPa,
respectivamente, en el medio
de cultivo, encontrando el
mayor valor de PBS
(107mg) en Cydonia oblonga Mill. con el mayor potencial osmótico.
Los explantes en el medio
con potencial osmótico de
-0,157MPa mostraron reducción en el crecimiento, medido por el PBS (23,5mg). Sin
embargo, Ruz éicå et al. (2000)
encontraron el mayor peso
de biomasa seca en portainjerto de cereza (100mg) en
el medio de cultivo con el
potencial osmótico más negativo. Esto pone de manifiesto la importancia de la
especie en cuanto a la capacidad de absorción, tal como
lo señalaron Brancadoro et
al. (1994).
En lo referente a la acumulación iónica en planta entera, se observó que en el
potencial osmótico de 0,143MPa, donde la relación
Ca2+/K+ es de 1, hubo la mayor acumulación de Ca 2+ y
K + . Ambos elementos son
fundamentales en la regulación del potencial osmótico
intracelular y en la permeabilidad de la membrana, lo que
determina la eficiencia de asimilación de nutrientes. Además, se pudo apreciar que en
términos de acumulación
iónica, los resultados difieren
de lo encontrado por Troncoso et al. (1990), quienes
observaron que al aumentar el
N total del medio de cultivo
se incrementaba la concentración de Ca 2+ en los tejidos
mientras que disminuya la de
K+. No se puede atribuir al N
o a la relación NO3-:NH4+ los
valores de Ca2+ o K+ acumulados en los explantes. En las
condiciones de este estudio,
se puede afirmar que el tratamiento usado como testigo (0,113MPa) no es el adecuado
para la multiplicación de vid
R110, ya que en éste las
plantas tuvieron las menores
acumulaciones de Ca 2+ y K+
(4,1mM y 6,7mM, respectivamente).
La concentración relativa
es indicativa de la eficiencia
387
de absorción y translocación
de Ca 2+ y K +; en este caso,
el tratamiento con el menor
n ivel de Ca 2+ y el mayo r
potencial osmótico indica
valores de 6,4 para el Ca 2+
y 1,07 para el K + , lo que
comprueba el mecanismo
más eficiente de absorción
en condiciones de bajas
concentraciones iónicas y
mayores potenciales osmóticos, en contraste con
George (1993) que encontró
que un insuficiente suplemento de Ca 2+ puede resultar en asimilación limitada
del ion e inadecuado transporte hasta los ápices. La
concentración relat iva de
Ca 2+ presentó una tendencia
potencial (y= 5,2293x -1,2325 ;
R 2 = 0,84) con relación al
potencial osmótico del medio y el K + no mostró una
correlación conforme el potencial osmótico se hizo
más negat ivo (R 2 = 0,16),
sin embargo, la relación entre ambos tiene una correlación significativa con tendencia
potencial
(y=
5,4779x -1,2497; R 2= 0,99).
Necrosis apical
en los explantes
A partir de los 14 días del
subcultivo empezó el amarillamiento gradual de los márgenes de las hojas más jóvenes, en tanto los síntomas
más severos (muerte del explante) no se observaron en
el periodo de 28 días. Los
menores porcentajes (20%)
de explantes con síntomas de
deficiencia de Ca2+ se presentaron en el tratamiento con el
mayor potencial osmótico y
menor concentración de Ca2+
en el medio (1,5mM Ca 2+ y
-0,106MPa, respectivamente).
Se manifestaron por el amarillamiento parcial de las hojas superiores y fue estadísticamente diferente (P≤0,05) al
tratamiento testigo con un
potencial osmótico de
-0,113MPa (Tabla V).
Además, los tratamientos
que presentaron los índices
más elevados de brotes sanos
(80 y 70%) fueron aquellos
en que se acumularon mayores concentraciones de Ca 2+
388
en los explantes (9,6 y
10,2mM; Tabla IV). Al contrario de lo encontrado por
Sha et al. (1985) en explantes de Solanum tuberosum,
donde el aumento en el porcentaje de brotes con necrosis apical se relacionó significativamente con la reducción en el contenido de Ca2+
en el medio de cultivo. Para
el caso de la vid, Villegas et
al. (1992) encontraron mayor
porcentaje de necrosis apical
en portainjertos de vid en el
tratamiento sin Ca(NO3)2. Sin
embargo, observaron un comportamiento diferenciado entre los portainjertos evaluados, lo que coincide con lo
observado en este experimento, visto que la necrosis
apical estuvo relacionada con
la concentración interna de
Ca 2+ en los explantes y no
con la concentración en el
medio de cultivo.
Conclusiones
El tratamiento con el potencial osmótico del medio de
cultivo de -0,157MPa y el
mayor contenido de Ca 2+
(12mM) dificultó el transporte
de Ca2+ hacia los ápices. El
tratamiento con -0,106MPa y
menor cantidad de Ca2+ en el
medio (1,5mM) propició la
translocación más eficiente
de este elemento a las hojas
y el mayor peso de biomasa
seca de los explantes; mientras que el potencial osmótico de -0,143MPa favoreció la
mayor concentración de K+ en
las hojas. El aumento en la
concentración de Ca 2+ en el
medio de cultivo no disminuyó los síntomas de amarillamiento de las hojas de los explantes de vid.
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