11. micropropagación de cactáceas.

VII Simposium-Taller “Producción y Aprovechamiento del Nopal en el Noreste de México”
MICROPROPAGACIÓN DE CACTÁCEAS
Ma. del Carmen Ojeda-Zacarías, Humberto Rodríguez-Fuentes y Adriana
Gutiérrez-Diéz
Maestro-Investigador de la Facultad de Agronomía. Universidad Autónoma de Nuevo
León. Campus de Ciencias Agropecuarias, Calle Francisco Villa s/n Col., ExHacienda
El Canadá, Escobedo, N.L. C.P. 66054. Tel. 83974588. Correo electrónico:
[email protected]
Leobardo Iracheta-Donjuan
Investigador del Instituto Nacional Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias;
Campo Campo Experimental Rosario Izapa,Tuxtla Chico Chiapas, México
C.P.30870.
RESUMEN
La familia cactáceae requiere métodos alternativos de propagación puesto que en
condiciones naturales son de lento crecimiento y pobre germinación en su hábitat
natural. Los cactus tradicionalmente son propagados a partir de semillas o cortes los
cuales suelen ser susceptibles a pudriciones; por lo que en los últimos años el cultivo
in vitro se ha utilizado como una herramienta alternativa para la propagación de
cactáceas.
El objetivo del presente trabajo fue lograr desarrollar una
técnica de
micropropagación in vitro para Astrophytum capricorne, que garanticé la producción
rápida por medio de esta técnica a gran escala. El tratamiento de desinfección que
se utilizo fue el adecuado ya que la semilla logro germinar sin problema alguno; por
otro lado, con respecto al desarrollo de la micropropagación, se utilizaron varios
medios de cultivo para las diversas etapas de desarrollo; para la etapa de inducción
se utilizó el medio MS adicionado con NaH2Po4 170 mg l-1 , BAP 3.0 mg l-1, NAA 1.0
mg l-1, 30 g de sacarosa y 5% de agar-gel, presentándose brotes apicales después
de dos semanas de permanecer en este medio de cultivo; En cuanto a la etapa de
proliferación de brotes se procedió a utilizar dos medios de cultivo con dos citocininas
el primero con la adición de BAP y el segundo se adiciono con (BAP y cinetina). La
evaluación de este último medio de cultivo presento diferencia significativa para la
variable número de brotes. Posteriormente todos los brotes provenientes de los dos
medios fueron transferidos al medio que contenía las dos citicininas donde
permanecieron por 12 semanas en condiciones controladas de luz y temperatura, en
este caso no existió diferencia significativa en la respuesta según el origen de los
brotes; para el enraizamiento se utilizaron brotes obtenidos de la etapa anterior los
cuales fueron establecidos en el medio de enraizamiento obteniendo buenos
resultados a las 10 semanas del establecimiento.
Palabras claves: Micropropagación, Astrophytum capricorne, cactáceae.
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INTRODUCCIÓN
México es el país que alberga la mayor riqueza en especies de la familia Cactáceae
ya que estas cumplen un papel muy importante en los aspectos ecológico, cultural,
social, medicinal y económico, ya que algunos de sus frutos y tallos forman parte de
la dieta alimenticia de los pueblos indígenas de zonas áridas y semiáridas del país;
por otro lado, son utilizados como forraje, otras por su rareza y belleza como
ornamentales las cuales llegan a tener costos elevados en dólares en Estados
Unidos, Europa y Asia; con respecto a sus propiedades curativas contienen
sustancias químicas de interés farmacológicos e industrial tales como alcaloides,
saponinas y antibióticos, Con respecto al aspecto ecológico son plantas que se
adaptan muy bien en suelos pobre de materia orgánica, son plantas que durante el
día cierran sus estomas para evitar la evapotranspiración; por la noche los abren
para absorber la humedad del aire además tienen en sus raíces micorrizas capaces
de fijar el nitrógeno del aire; en cuanto a lo social y cultural es importante señalar
que esta diversidad ha sido alterada por la modificación de sus ecosistemas,
poniendo en riesgos a varias de ellas en serios problemas de sobrevivencia. Entre
los factores que afectan a las poblaciones silvestres se encuentran la ganadería,
agricultura, asentamientos humanos, construcciones de vías de comunicación,
materiales para construcción y la extracción ilegal de plantas para el comercio
nacional e internacional. Esto aunado a la pobre germinación y lento crecimiento en
su hábitat natural. La familia comprende unas 2,000 especies de plantas
principalmente en América Central y América del Sur, de las cuales alrededor de
715 especies de cactáceas existen en México, de éstas el 80% son endémicas las
cuales crecen solamente en nuestro país. Destacan los géneros Mammillaria y
Opuntia (los nopales son muy importantes en nuestra cultura) por su diversidad y
distribución en el país (Sánchez and Hernández, 2002).
Los cactos tradicionalmente son propagados a partir de semillas o cortes, en estos
casos las plántulas tienden a ser de lento crecimiento y susceptibles a pudriciones.
En contraste, el desarrollo de brotes, in vitro puede ser muy rápido, comparado con
las plántulas obtenidas por métodos tradicionales. Las cactáceae son plantas de
distribución restringida de lento crecimiento y difícil cultivo, es importante plantear
estrategias de conservación y protección mediante técnicas de cultivo de tejidos. Por
lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue lograr desarrollar una técnica de
micropropagación para el establecimiento in vitro de Astrophytum capricorne que
garantice la producción rápida in Vitro, debido a que esta especie esta catalogada
como una especie endémica y en peligro de extinción según la Norma Oficial NOMECOL-059- 2001.
Teniendo como antecedentes programas que se desarrollan en otras instituciones
del país para la conservación de especies de cactáceaas en preligo de desaparecer
donde no solo se aplica la propagación por semillas sino también utilizando técnicas
de Biotecnología vegetal utilizando el cultivo de tejidos vegetales (Chávez, et al.,
2006).
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MATERIALES Y METODOS
Se procedió a seleccionar semillas que presentaban la membrana, con el propósito
de obtener explantes en condiciones asépticas, las semillas se sometieron
primeramente a un tratamiento de predesinfección, el cual consistió en mantenerlas
en alcohol etílico al 96% por un minuto. Posteriormente se colocaron en peroxido de
hidrogeno (H2O2) de 11 volúmenes, por 10 minutos, seguidos por una solución de
hipoclorito de sodio (NaOCl) cuya presentación es del 6% de ingredientes activo
grado comercial preparandose una solución del 20 % v/v; adicionando con dos gotas
de Tween-20 por cada 100 ml de solución, con el propósito de obtener una mejor
penetración del agente desinfectante, las semillas fueron sometidas por una bomba
de vacío por 10 minutos.
Una vez trascurrido el tiempo del tratamiento se procedió a realizar tres enjuagues
con agua esterilizada bajo la campana de flujo laminar. Las semillas fueron
establecidas en el medio de cultivo de (Murashinge Skoog, 1962) y bajo un diseño
completamente al azar en un cuarto de incubación a una temperatura de 25 ºC ºC ±
2, con un fotoperiodo de 16 horas luz y ocho de obscuridad este medio fue
adicionado con vitaminas y reguladores de crecimiento.
Etapa de inducción
Se utilizo el medio (MS) adicionado con BAP 3.0 mg l-1, NAA 1.0 ml g-1 y NaH2 PO4
170 mg l-1 se ajusto el pH 5.5, el medio fue dosificado en frascos de vidrio de 130 ml
de capacidad, fueron esterilizados a una temperatura de 121 ºC y 15 atmósferas de
presión por 15 minutos. Posteriormente las plántulas que germinaron se cortaron a la
mitad utilizando únicamente el brote apical el cual fue colocado en frascos de vidrio
con los medios de cultivo en estas condiciones permanecieron por 6 semanas, bajo
condiciones de controladas de luz y temperatura.
Etapa de proliferación de brotes
Fueron utilizados dos medios de cultivo en esta etapa, el medio uno fue adicionado
con 5.0 mg l-1 de BAP 0.1 mg l-1 de NAA, mientras que el medio dos utilizo la BAP a
0.2 mg l-1 y cinetina a 0.2 mg l-1 adicionado con NaH2PO4 170 mg l-1 además en
ambos medios se adiciono una solución de vitaminas. Aquí se trasfirieron inóculos de
dos cm de longitud en ambos medios de cultivo, se establecieron ocho repeticiones
por tratamiento procediéndose a colocar en un cuatro de incubación con fotoperíodo
y temperatura controlada, en estas condiciones permanecieron por 12 semanas.
Etapa de enraizamiento
Para esta etapa se siguió utilizando el medio MS eliminando los reguladores de
crecimiento y al 50% de su concentración original más 2.0 mg l-1 de IBA en estas
condiciones estuvieron por 10 semanas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La técnica de desinfección utilizada en este experimento fue la adecuada ya que las
semillas lograron germinar sin ningún problema. Lo anterior coincide con lo
mencionado por Roca y Mroginski, 1991, quienes mencionan que el NaOCl en
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concentraciones de 1% a 3% es un agente muy útil como germicida, por lo que, por
mucho tiempo ha sido utilizado como esterilizante superficial en los tejidos vegetales.
Etapa de Inducción
Después de dos semanas de la siembra se hicieron evidentes la formación de
estructuras nodulares semejantes a callo sobre la superficie del corte, lo anterior
puede atribuirse a la utilización y combinación de las citocininas y auxinas que
estimulan el crecimientote de los callos en cactáceas (Mauseth, 1977).
Etapa de proliferación
Después de 12 semanas de la siembra se evaluó el número de brotes formados a
partir de ambos medios de cultivo. Los resultados se muestran en el Cuadro 1.
Cuadro 1. Comparación de medias para la variable número de brotes de
Astrophytum capricorne. (Después de 12 semanas de la siembra).
Tratamientos
Medias
BAP y Cinetina
29.50a
BAP
8.75 b
La diferencia en la respuesta puede atribuirse a que el medio uno tenia una
combinación de auxina y citocinina, mientras que el medio dos incluía dos
citocininas; se sabe que normalmente en la micropropagación las citocininas se
utilizan para romper el reposo de las yemas laterales en cactáceas, se considera que
el área meristematica está incluida en el tejido de las areolas (Fay y Gratton, 1991).
Posteriormente todos los brotes fueron transferidos al medio dos que contenía las
dos citocininas de la misma manera se evaluó el número de brotes después de 12
semanas del subcultivo.
El análisis de varianza no mostró diferencia significativa entre tratamientos. La
respuesta puede estar relacionada que una vez colocados los brotes del medio uno
en el medio dos con alto contenido de citocininas, el número de brotes puede ser
incrementado debido a que los meristemos que permanecían parcialmente en
reposo, fueron inducidos a la diferenciación de brotes (Ault y Blackmon, 1987).
Etapa de enraizamiento
Después de 10 semanas que se establecieron en el medio de cultivo para
enraizamiento se pudieron observar abundante número de raíces en todas las
unidades experimentales.
CONCLUSIONES
* La técnica de desinfección utilizada fue la adecuada para la especie estudiada.
* Se logro desarrollar una técnica de micropropagación para el establecimiento in
vitro de Astrophytum capricorne, que garantice la producción rápida in vitro.
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semidesierto Queretaro. Bol. Soc. Latin. Carib.Cact. Suc. 3(2):9-13.
Fay,M.F and J Gratton. 1991. Tisuue culture of cacti and other succulents-a literature
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botanic gardens. Richmond, Surrey.V.K.
Mauseth, J.D. 1977. cactus. Tissue culture: A potential method of propagation. Cact.
& Succ. J. (U.S.) 59: 80-81.
Murashige,T., and Skoog. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassay
with tobacco tisuee culture. Physiol. Plant. 15:473-479.
Norma Oficial Mexicana NOM-ECOL-059-2001, que determina las especies de flora y
fauna silvestres terrestres acuáticas en peligro de extinción, amenazadas,
raras y las sujetas a protección especial y que establece especificaciones para
su protección. Diario Oficial.
Roca, W.M. y L.A. Mroginski. 1991. Establecimiento de cultivo de tejidos in Vitro en :
W.M. Roca y L.A. Mroginski (Ed). Cultivo de tejidos en la agricultura. CIAT.
Colombia 12-13.
Sánchez, E. and M.M. Hernández. 2002. Propagation of Mexicana cacti threatened
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